Laserteknologian WISOPTIC Vinkkejä: Laserdynamiikka

Laserteknologian WISOPTIC Vinkkejä: Laserdynamiikka

Laserdynamiikka viittaa tiettyjen lasermäärien, kuten optisen tehon ja vahvistuksen, kehittymiseen ajan kuluessa.

Laserin dynaaminen käyttäytyminen määräytyy onkalossa olevan optisen kentän ja vahvistusväliaineen välisen vuorovaikutuksen perusteella. Yleisesti ottaen laserin teho vaihtelee vahvistuksen ja resonanssiontelon välisen eron mukaan, ja vahvistuksen muutosnopeus määräytyy stimuloidun emission ja spontaanin emission prosessin mukaan (se voi määräytyä myös sammutusvaikutuksen ja energiansiirtoprosessi).

Joitakin erityisiä likiarvoja käytetään. Esimerkiksi laservahvistus ei ole liian suuri. Jatkuvassa valolaserissa lasertehon välinen suhde P ja vahvistuskerroin g onkalossa täyttää seuraavan kytkentädifferentiaaliyhtälön:

WISOPTIC Tips of Laser Technology

Missä TR on yhden edestakaisen matkan vaatima aika onkalossa, l ontelon menetys, gss on pieni signaalin vahvistus (tietyllä pumpun intensiteetillä), τg on vahvistuksen rentoutumisaika (yleensä lähellä ylemmän energiatilan elinikää) ja Esat On tvahvistusväliaineen kyllästetty absorptioenergia.

Jatkuvaaaltolasereissa eniten kiinnostavaa dynamiikkaa ovat laserin kytkentäkäyttäytyminen (sisältäen yleensä lähtötehopiikkejen muodostumisen) ja työtila, kun työprosessissa on häiriö (yleensä relaksaatiovärähtely). Näissä suhteissa erityyppisillä lasereilla on hyvin erilainen käyttäytyminen.

Esimerkiksi seostetut eristelaserit ovat alttiita piikkeille ja relaksaatiovärähtelyille, mutta laserdiodit eivät. Q-kytketyssä laserissa dynaaminen käyttäytyminen on erittäin tärkeää, jolloin vahvistusväliaineeseen varastoitunut energia muuttuu suuresti, kun pulssi lähetetään. Q-kytketyillä kuitulasereilla on yleensä erittäin korkeat vahvistukset, ja on joitain muitakin dynaamisia ilmiöitä. Yleensä se aiheuttaa pulssissa joitain alirakenteita aika-alueella, mikä voi ei selitetä yllä olevalla yhtälöllä.

Samanlaista yhtälöä voidaan käyttää myös passiivitilalukittuihin lasereihin; sitten ensimmäiseen yhtälöön on lisättävä ylimääräinen termi kuvaamaan kyllästyvän absorboijan häviötä. Tämän vaikutuksen seurauksena relaksaatiovärähtelyn vaimennus vähenee. Relaksaatiovärähtelyprosessi ei edes vaimene, joten vakaan tilan ratkaisu ei enää muutu stabiiliksi ja laserilla onjonkin verran epävakautta / Q-kytketty tilalukitus tai muun tyyppinen Q-kytkining.


Postitusaika: 10.8.2021