هڪ cryogenic ليزر ڇا آهي

گھٽ درجه حرارت تي ڪم ڪندڙ ليزر جو تصور نئون نه آھي: تاريخ ۾ ٻيو ليزر ڪرائيوجنڪ ھو. شروعات ۾، تصور کي ڪمري جي درجه حرارت جي آپريشن کي حاصل ڪرڻ ڏکيو هو، ۽ 1990 جي ڏهاڪي ۾ اعلي طاقت واري ليزر ۽ ايمپليفائرز جي ترقي سان گهٽ درجه حرارت جي ڪم لاء جوش شروع ٿيو.

وڏي طاقت ۾ليزر ذريعن، حرارتي اثرات جهڙوڪ depolarization نقصان، حرارتي لينس يا ليزر کرسٽل موڙيندڙ جي ڪارڪردگي کي متاثر ڪري سگھي ٿو.روشني جو ذريعو. گھٽ درجه حرارت جي کولنگ ذريعي، ڪيترن ئي نقصانڪار حرارتي اثرات کي مؤثر طور تي دٻائي سگھجي ٿو، اھو آھي، حاصل ڪيل وچولي کي 77 ڪلو يا 4 ڪلو تائين ٿڌو ڪرڻ جي ضرورت آھي. ٿڌي اثر ۾ شامل آهن:

حاصل ڪيل وچولي جي خاصيت واري چالکائي کي تمام گهڻو روڪيو ويو آهي، خاص طور تي ڇاڪاڻ ته رسي جو مطلب آزاد رستو وڌايو ويو آهي. نتيجي طور، درجه حرارت جي درجه بندي ڊرامي طور تي گھٽجي ٿي. مثال طور، جڏهن گرمي پد 300K کان 77K تائين گهٽجي ويندي آهي، YAG ڪرسٽل جي حرارتي چالکائي ست جي فيڪٽر وڌائي ٿي.

حرارتي تفاوت جي کوٽائي پڻ تيزيء سان گھٽجي ٿي. انهي سان گڏ، گرمي پد ۾ گهٽتائي سان گڏ، نتيجي ۾ هڪ گھٽ حرارتي لينسنگ اثر ۽ ان ڪري دٻاء جي ڀڃڪڙي جو گهٽ امڪان.

Thermo-optical coefficient پڻ گھٽجي ويو آھي، وڌيڪ گھٽجي ٿو تھرمل لينس اثر.

ناياب زمين جي آئن جي جذب ڪراس سيڪشن ۾ اضافو خاص طور تي تھرمل اثر جي ڪري وسيع ٿيڻ جي گھٽتائي جي ڪري آھي. تنهن ڪري، سنترپت طاقت گھٽجي وئي آهي ۽ ليزر جي فائدي کي وڌايو ويو آهي. تنهن ڪري، حد پمپ جي طاقت گھٽجي وئي آهي، ۽ ننڍو دال حاصل ڪري سگهجي ٿو جڏهن Q سوئچ ڪم ڪري رهيو آهي. ٻاھر ڪڍڻ واري ٻاھرين جي منتقلي کي وڌائڻ سان، سلپ جي ڪارڪردگي کي بھتر ڪري سگھجي ٿو، تنھنڪري پارسيٽڪ گفا جي نقصان جو اثر گھٽ اھم ٿيندو.

اڌ-ٽي-سطح حاصل وچولي جي ڪل هيٺين سطح جو ذرو تعداد گھٽجي ويو آهي، تنهنڪري حد پمپنگ پاور گھٽجي وئي آهي ۽ طاقت جي ڪارڪردگي بهتر ٿي وئي آهي. مثال طور، Yb:YAG، جيڪو 1030nm تي روشني پيدا ڪري ٿو، ڪمري جي حرارت تي هڪ اڌ-ٽي-سطح واري نظام طور ڏسي سگهجي ٿو، پر 77K تي چار-سطح وارو نظام. Er: ساڳيو ئي YAG لاء سچو آهي.

حاصل ٿيندڙ وچولي تي مدار رکندي، ڪجهه quenching عمل جي شدت گھٽجي ويندي.

مٿين عنصرن سان گڏ، گهٽ گرمي پد آپريشن تمام گهڻو ليزر جي ڪارڪردگي کي بهتر ڪري سگهو ٿا. خاص طور تي، گھٽ گرمي پد کولنگ ليزر تمام اعلي پيداوار طاقت حاصل ڪري سگھن ٿا بغير حرارتي اثرات، اھو آھي، سٺي بيم معيار حاصل ڪري سگھجي ٿو.

غور ڪرڻ لاءِ هڪ مسئلو اهو آهي ته هڪ cryocooled ليزر ڪرسٽل ۾، تابڪاري واري روشني جي بينڊوڊٿ ۽ جذب ٿيل روشني گهٽجي ويندي، تنهنڪري موج جي طول و عرض جي حد وڌيڪ تنگ ٿي ويندي، ۽ پمپ ٿيل ليزر جي ويڪرائي ۽ ويڪرائي واري استحڪام وڌيڪ سخت هوندي. . بهرحال، هي اثر عام طور تي نادر آهي.

Cryogenic کولنگ عام طور تي کولنٽ استعمال ڪندو آهي، جهڙوڪ مائع نائٽروجن يا مائع هيليم، ۽ مثالي طور تي ريفريجرينٽ هڪ ليزر ڪرسٽل سان ڳنڍيل ٽيوب ذريعي گردش ڪندو آهي. Coolant وقت ۾ replenished يا هڪ بند لوپ ۾ recycled آهي. مضبوط ٿيڻ کان بچڻ لاء، عام طور تي ليزر ڪرسٽل کي ويڪيوم چيمبر ۾ رکڻ ضروري آهي.

گھٽ درجه حرارت تي ڪم ڪندڙ ليزر ڪرسٽل جو تصور پڻ ايمپليفائرز تي لاڳو ٿي سگھي ٿو. Titanium sapphire استعمال ڪري سگھجي ٿو مثبت موٽ ڏيڻ وارو ايمپليفائر ٺاهڻ لاءِ، ڏهن واٽن ۾ سراسري ٻاھرين پاور.

جيتوڻيڪ cryogenic کولنگ ڊوائيسز پيچيده ٿي سگهن ٿيونليزر سسٽم, وڌيڪ عام کولنگ سسٽم اڪثر گهٽ سادو هوندا آهن، ۽ ڪرائيوجنڪ کولنگ جي ڪارڪردگي ڪجهه پيچيدگي ۾ گهٽتائي جي اجازت ڏئي ٿي.