Ինչ է Cryogenic լազերը

Low ածր ջերմաստիճանում գործող լազերների հայեցակարգը նոր չէ. Պատմության երկրորդ լազերը կրիցոգեն էր: Սկզբում հայեցակարգը դժվար էր հասնել սենյակների ջերմաստիճանի շահագործմանը, եւ ցածր ջերմաստիճանի աշխատանքի ոգեւորությունը սկսվեց 1990-ականներին `բարձր էներգիայի լազերների եւ ուժեղացուցիչների մշակմամբ:

Բարձր ուժովԼազերային աղբյուրներ, ջերմային էֆեկտները, ինչպիսիք են depolarization- ի կորուստը, ջերմային ոսպնյակները կամ լազերային բյուրեղային ճկումը կարող են ազդել դրա կատարման վրաԼույսի աղբյուրՄի շարք Temperature երմաստիճանի ցածր սառեցման միջոցով շատ վնասակար ջերմային էֆեկտներ կարող են արդյունավետորեն ճնշվել, այսինքն, ձեռքբերման միջոցը պետք է սառչի 77k կամ նույնիսկ 4K: Սառեցման էֆեկտը հիմնականում ներառում է.

Բնութագրական միջոցի բնորոշ հաղորդունակությունը մեծապես խանգարվում է, հիմնականում այն ​​պատճառով, որ պարանների միջին ազատ ուղին ավելանում է: Արդյունքում ջերմաստիճանի գրադիենտը կտրուկ ընկնում է: Օրինակ, երբ ջերմաստիճանը իջեցվում է 300K- ից 77k, YAG բյուրեղի ջերմային հաղորդունակությունը մեծանում է յոթ գործոնով:

Mal երմային տարածման գործակիցը կտրուկ նվազում է: Սա, ջերմաստիճանի գրադիենտի կրճատման հետ միասին, հանգեցնում է ջերմային ոսպնյակների կրճատված ազդեցության եւ, հետեւաբար, սթրեսի քայքայման կրճատման հավանականությունը:

Թերմաօպտիկական գործակիցը նույնպես կրճատվում է, հետագայում նվազեցնելով ջերմային ոսպնյակների ազդեցությունը:

Հազվագյուտ հողային իոնի կլանման խաչի բարձրացումը հիմնականում պայմանավորված է ջերմային էֆեկտի հետեւանքով առաջացած ընդլայնման նվազումով: Հետեւաբար, հագեցածությունը կրճատվում է, եւ լազերային աճը ավելանում է: Հետեւաբար, շեմի պոմպի հզորությունը կրճատվում է, եւ ավելի կարճ իմպուլսներ կարելի է ձեռք բերել, երբ q անջատիչը գործում է: Արդյունքների միակցիչի փոխանցումը մեծացնելով, լանջի արդյունավետությունը կարող է բարելավվել, ուստի մակաբուծական խոռոչի կորստի ազդեցությունը պակաս կարեւոր է դառնում:

Քուասի-եռամսյակի ձեռքբերման միջին ցածր մակարդակի մասնիկի քանակը կրճատվում է, ուստի շեմը պոմպային էներգիան կրճատվում է, եւ բարելավվում է էներգաարդյունավետությունը: Օրինակ, YB. YAG, որը 1030NM լույս է առաջացնում, կարելի է համարել որպես քվազա-եռամսյակային համակարգ սենյակային ջերմաստիճանում, բայց 77k- ում չորս մակարդակի համակարգ: ER. Նույնը ճիշտ է YAG- ի համար:

Կախված շահույթի միջոցից, կնվազեն որոշ քշման գործընթացների ինտենսիվությունը:

Վերոնշյալ գործոնների հետ զուգակցված, ջերմաստիճանի ցածր գործառնությունը կարող է մեծապես բարելավել լազերային կատարումը: Մասնավորապես, ցածր ջերմաստիճանի հովացման լազերները կարող են ձեռք բերել շատ բարձր ելքային հզորություն, առանց ջերմային էֆեկտների, այսինքն, ճառագայթների լավ որակը կարելի է ձեռք բերել:

Մեկ հարց դիտարկելու համար այն է, որ Cryocoled LaSer Crystal- ում, ճառագայթված լույսի եւ կլանված լույսի թողունակությունը կնվազի, ուստի ալիքի երկարության միջակայքը կլինի ավելի նեղ: Այնուամենայնիվ, այս էֆեկտը սովորաբար հազվադեպ է:

Cryogenic Cooling- ը սովորաբար օգտագործում է մի հովացուցիչ, ինչպիսիք են հեղուկ ազոտը կամ հեղուկ հելիումը, եւ իդեալականորեն սառնագենտը շրջանառվում է լազերային բյուրեղին կցված մի խողովակի միջոցով: Սառնարանը ժամանակին համալրվում է կամ վերամշակվում է փակ հանգույցում: Որպեսզի խուսափել ամրապնդումից, սովորաբար անհրաժեշտ է լազերային բյուրեղը տեղադրել վակուումային պալատում:

Ամբողջ ջերմաստիճանում գործող լազերային բյուրեղների հայեցակարգը կարող է կիրառվել նաեւ ուժեղացուցիչների համար: Titanium Sapphire- ը կարող է օգտագործվել դրական հետադարձ կապի ուժեղացուցիչ սարքելու համար, միջին ցուցափեղկը տասնյակ վտերում:

Չնայած Cryogenic Cooling սարքերը կարող են բարդացնելԼազերային համակարգեր, ավելի սովորական հովացման համակարգերը հաճախ ավելի քիչ են, եւ կրիոգեն սառեցման արդյունավետությունը թույլ է տալիս բարդության որոշակի նվազում: