پمپاژ نوری در لیزر چیست؟

انواع لیزرهای پمپ نوری

۱. لیزرهای حالت جامد با عایق‌های آلاییده

· نمای کلی:این لیزرها از یک محیط میزبان عایق الکتریکی استفاده می‌کنند و برای انرژی دادن به یون‌های فعال لیزر به پمپاژ نوری متکی هستند. یک مثال رایج، نئودیمیم در لیزرهای YAG است.

·تحقیقات اخیر:مطالعه‌ای توسط A. Antipov و همکارانش، یک لیزر حالت جامد نزدیک به فروسرخ را برای پمپاژ نوری تبادل اسپینی مورد بحث قرار می‌دهد. این تحقیق، پیشرفت‌های فناوری لیزر حالت جامد، به ویژه در طیف نزدیک به فروسرخ، که برای کاربردهایی مانند تصویربرداری پزشکی و مخابرات بسیار مهم است را برجسته می‌کند.

مطالعه بیشتر:یک لیزر حالت جامد نزدیک به فروسرخ برای پمپاژ نوری تبادل اسپینی

۲. لیزرهای نیمه‌رسانا

·اطلاعات عمومی: لیزرهای نیمه‌هادی که معمولاً به صورت الکتریکی پمپ می‌شوند، می‌توانند از پمپ نوری نیز بهره‌مند شوند، به خصوص در کاربردهایی که به روشنایی بالا نیاز دارند، مانند لیزرهای نشر سطحی با حفره خارجی عمودی (VECSEL).

·پیشرفت‌های اخیر: کار یو. کلر روی شانه‌های فرکانس نوری از لیزرهای حالت جامد و نیمه‌رسانای فوق‌سریع، بینش‌هایی را در مورد تولید شانه‌های فرکانس پایدار از لیزرهای حالت جامد و نیمه‌رسانای پمپ‌شده با دیود ارائه می‌دهد. این پیشرفت برای کاربردهای مترولوژی فرکانس نوری قابل توجه است.

مطالعه بیشتر:شانه‌های فرکانس نوری از لیزرهای حالت جامد و نیمه‌هادی فوق سریع

۳. لیزرهای گازی

·پمپاژ نوری در لیزرهای گازی: انواع خاصی از لیزرهای گازی، مانند لیزرهای بخار قلیایی، از پمپاژ نوری استفاده می‌کنند. این لیزرها اغلب در کاربردهایی که به منابع نوری همدوس با خواص خاص نیاز دارند، استفاده می‌شوند.

منابع پمپاژ نوری

لامپ‌های تخلیه: لامپ‌های تخلیه که در لیزرهای پمپ‌شده با لامپ رایج هستند، به دلیل توان بالا و طیف وسیعشان مورد استفاده قرار می‌گیرند. YA Mandryko و همکارانش یک مدل توان از تولید تخلیه قوس ضربه‌ای در لامپ‌های زنون پمپاژ نوری محیط فعال لیزرهای حالت جامد توسعه دادند. این مدل به بهینه‌سازی عملکرد لامپ‌های پمپاژ ضربه‌ای کمک می‌کند که برای عملکرد کارآمد لیزر بسیار مهم است.

دیودهای لیزری:دیودهای لیزری که در لیزرهای پمپ‌شده با دیود استفاده می‌شوند، مزایایی مانند راندمان بالا، اندازه جمع‌وجور و قابلیت تنظیم دقیق را ارائه می‌دهند.

مطالعه بیشتر:دیود لیزر چیست؟

لامپ‌های فلشلامپ‌های فلش منابع نوری شدید و با طیف گسترده هستند که معمولاً برای پمپاژ لیزرهای حالت جامد، مانند لیزرهای یاقوت یا Nd:YAG، استفاده می‌شوند. آن‌ها یک انفجار نور با شدت بالا ایجاد می‌کنند که محیط لیزر را تحریک می‌کند.

لامپ‌های قوسیلامپ‌های قوسی: مشابه لامپ‌های فلش اما طراحی‌شده برای کار مداوم، منبع ثابتی از نور شدید ارائه می‌دهند. آن‌ها در کاربردهایی که به کار لیزر موج پیوسته (CW) نیاز است، استفاده می‌شوند.

LED ها (دیودهای ساطع کننده نور)اگرچه به اندازه دیودهای لیزری رایج نیستند، اما LEDها می‌توانند برای پمپاژ نوری در برخی کاربردهای کم‌مصرف مورد استفاده قرار گیرند. آن‌ها به دلیل عمر طولانی، هزینه کم و در دسترس بودن در طول موج‌های مختلف، مزیت دارند.

نور خورشیددر برخی از آزمایش‌ها، از نور خورشید متمرکز به عنوان منبع پمپ برای لیزرهای پمپ خورشیدی استفاده شده است. این روش انرژی خورشیدی را مهار می‌کند و آن را به یک منبع تجدیدپذیر و مقرون به صرفه تبدیل می‌کند، اگرچه در مقایسه با منابع نور مصنوعی، کنترل کمتری دارد و شدت آن کمتر است.

دیودهای لیزری کوپل شده با فیبراینها دیودهای لیزری هستند که به فیبرهای نوری کوپل شده‌اند و نور پمپ را با کارایی بیشتری به محیط لیزر می‌رسانند. این روش به ویژه در لیزرهای فیبری و در موقعیت‌هایی که تحویل دقیق نور پمپ بسیار مهم است، مفید است.

سایر لیزرهاگاهی اوقات، از یک لیزر برای پمپاژ لیزر دیگر استفاده می‌شود. برای مثال، یک لیزر Nd: YAG با فرکانس دو برابر ممکن است برای پمپاژ یک لیزر رنگی استفاده شود. این روش اغلب زمانی استفاده می‌شود که طول موج‌های خاصی برای فرآیند پمپاژ مورد نیاز باشد که به راحتی با منابع نوری معمولی قابل دستیابی نیست.