Шта је криогени ласер

Концепт ласера ​​који раде на ниским температурама није ново: други ласер у историји био је криогеничан. У почетку је концепт било тешко постићи рад собне температуре, а ентузијазам за рад са ниским температурама почело је деведесетих годинама са развојем ласера ​​и појачала високог снагу.

У великој сназиЛасерски извори, топлотни ефекти као што су губитак деполаризације, термички објектив или ласерски кристални савијање могу утицати на перформансеизвор светлости. Кроз хлађење ниског температуре многи штетни топлотни ефекти могу се ефикасно потиснути, односно, појачање се треба охладити на 77к или чак 4К. Ефекат хлађења углавном укључује:

Карактеристична проводљивост стеченог средњег средства је у великој мери инхибирана, углавном зато што се повећава бесплатна путање конопца. Као резултат тога, температура градијент се драстично опада. На пример, када се температура спусти са 300К до 77К, топлотна проводљивост ИАГ кристала повећава се за фактор седам.

Коефицијент топлотне дифузије такође се смањује нагло. То, заједно са смањењем температуре градијента, резултира смањеним ефектом топлотног сочива и због тога смањена вероватноћа стресног стреса.

Термо-оптички коефицијент је такође смањен, додатно смањујући ефекат топлотног сочива.

Повећање пресјека укрштања у апсорпцији ријетког земаљског јона углавном је због смањења ширења узрокованих топлотним дејством. Стога се смањује снагом засићења и повећава се ласерски добитак. Стога је струја прага пумпања смањена, а краћи импулси се могу добити када функционише К прелазак. Повећавањем преноса излазног спојника, ефикасност нагиба се може побољшати, тако да ефекат губитка паразитског шупљине постаје мање важан.

Број честица укупног ниског нивоа синевског средњег нивоа кваси-три нивоа, тако се смањи да је праг пумпања снаге смањена и побољша се ефикасност напајања. На пример, ИБ: ИАГ, који производи светло на 1030НМ, може се посматрати као квази-три нивоа систем на собној температури, али систем са четири нивоа у 77К. ЕР: Исто је и за ИАГ.

У зависности од средње вредности, интензитет неких процеса за гашење ће се смањити.

У комбинацији са горњим факторима, ниски операција температуре може увелико побољшати перформансе ласера. Конкретно, ласери за хлађење ниског температуре могу добити веома високу излазну снагу без топлотних ефеката, односно може се добити добар квалитет снопа.

Једно питање које треба узети у обзир је да ће се у кристичном кристалу ласера, опсег зраченог светла и апсорбована светлост бити умањити, тако да ће се опсег подешавања таласних дужина бити уже, а ширина линије и таласна дужина ће бити строжа. Међутим, овај ефекат је обично ретки.

Криогено хлађење обично користи расхладно средство, као што је течни азот или течни хелијум, а у идеалном случају расхладно средство циркулише кроз цев причвршћену на ласерско кристал. Расхладна течност се на време препушта или рециклира у затвореној петљи. Да би се избегло учвршћивање, обично је потребно поставити ласерски кристал у вакуумску комору.

Концепт ласерских кристала који раде на ниским температурама такође се може применити на појачиве. Титаниум Саппхире се може користити за постављање позитивног појачала за повратне информације, просечну излазну снагу у десетинама Ваттса.

Иако криогени уређаји за хлађење могу компликоватиЛасерски системи, чешћи систем хлађења често је мање једноставан, а ефикасност криогеног хлађења омогућава неко смањење сложености.