Zer da laser kriogeniko bat

Tenperatura baxuetan funtzionatzen duten laserren kontzeptua ez da berria: historiako bigarren laserra kriogenikoa izan zen. Hasieran, kontzeptua zaila zen giro-tenperaturako funtzionamendua lortzea, eta tenperatura baxuko lanerako ilusioa 1990eko hamarkadan hasi zen potentzia handiko laser eta anplifikadoreen garapenarekin.

Potentzia handianlaser iturriak, despolarizazio-galera, lente termikoak edo laser-kristalen tolestura bezalako efektu termikoek eragina izan dezakete.argi iturria. Tenperatura baxuko hoztearen bidez, efektu termiko kaltegarri asko modu eraginkorrean ezaba daitezke, hau da, irabazi-medioa 77K edo are 4K-ra hoztu behar da. Hozte efektuak batez ere barne hartzen ditu:

Irabazi-medioaren eroankortasun ezaugarria asko inhibitzen da, batez ere sokaren batez besteko bide librea handitzen delako. Ondorioz, tenperatura-gradientea nabarmen jaisten da. Adibidez, tenperatura 300K-tik 77K-ra jaisten denean, YAG kristalaren eroankortasun termikoa zazpi aldiz handitzen da.

Difusio termikoaren koefizientea ere nabarmen jaisten da. Horrek, tenperatura-gradientea murriztearekin batera, lente termikoen efektu murrizten du eta, beraz, estresaren hausturaren probabilitatea murrizten da.

Koefiziente termooptikoa ere murrizten da, lente termikoaren efektua are gehiago murriztuz.

Lur arraroen ioiaren xurgapen sekzioaren gehikuntza efektu termikoak eragindako zabalkundearen murrizketari zor zaio batez ere. Hori dela eta, saturazio-potentzia murrizten da eta laser-irabazpena handitzen da. Hori dela eta, atalasearen ponparen potentzia murrizten da, eta Q etengailua martxan dagoenean pultsu laburragoak lor daitezke. Irteerako akoplagailuaren transmisioa handituz, malda-eraginkortasuna hobetu daiteke, beraz, barrunbe parasitoaren galeraren efektua garrantzi txikiagoa izango da.

Hiru maila irabazteko bitartekoaren guztizko maila baxuko partikula kopurua murrizten da, beraz, atalasea ponpatzeko potentzia murrizten da eta potentzia-eraginkortasuna hobetzen da. Adibidez, Yb:YAG, 1030nm-tan argia sortzen duena, giro-tenperaturan hiru mailatako sistema gisa ikus daiteke, baina lau maila 77K-tan. Er: Gauza bera gertatzen da YAG-rekin.

Irabazi-medioaren arabera, itzaltze-prozesu batzuen intentsitatea murriztuko da.

Goiko faktoreekin konbinatuta, tenperatura baxuko funtzionamenduak laserren errendimendua asko hobe dezake. Bereziki, tenperatura baxuko hozte-laserrek irteera-potentzia oso handia lor dezakete efektu termikorik gabe, hau da, izpien kalitate ona lor daiteke.

Kontuan hartu beharreko gai bat da kriohoztutako laser kristal batean, irradiatutako argiaren eta xurgatutako argiaren banda-zabalera murriztuko dela, beraz, uhin-luzera doitzeko tartea estuagoa izango da eta ponpatutako laserraren lerro-zabalera eta uhin-luzera egonkortasuna zorrotzagoa izango da. . Hala ere, efektu hau arraroa izaten da.

Hozte kriogenikoak hozgarri bat erabiltzen du normalean, nitrogeno likidoa edo helio likidoa adibidez, eta hobeki hozgarria laser kristal bati lotuta dagoen hodi batetik zirkulatzen du. Hozgarria denboran berritzen da edo zirkuitu itxian birziklatzen da. Solidotzea ekiditeko, normalean laser kristala hutseko ganbera batean jartzea beharrezkoa da.

Tenperatura baxuetan funtzionatzen duten laser kristalen kontzeptua anplifikadoreetan ere aplika daiteke. Titaniozko zafiroa feedback positiboa egiteko anplifikadorea erabil daiteke, irteerako batez besteko potentzia hamarnaka watttan.

Hozteko gailu kriogenikoek zaildu dezaketen arrenlaser sistemak, hozte-sistema ohikoagoak ez dira hain sinpleak izaten, eta hozte kriogenikoaren eraginkortasunak konplexutasuna murrizteko aukera ematen du.