Үндсэн зарчим ньнэг горимт шилэн лазер
Лазер үүсгэхийн тулд гурван үндсэн нөхцлийг хангах шаардлагатай: популяцийн инверсия, зохих резонансын хөндий, хүрэхлазербосго (резонансын хөндий дэх гэрлийн олшруулалт алдагдлаас их байх ёстой). Нэг горимт шилэн лазерын ажиллах механизм нь эдгээр үндсэн физик зарчим дээр яг тогтсон бөгөөд шилэн долгион хөтлүүрийн тусгай бүтцээр дамжуулан гүйцэтгэлийн оновчлолыг бий болгодог.
Өдөөгдсөн цацраг болон популяцийн урвуу байдал нь лазер үүсгэх физик үндэс суурь болдог. Шахуургын эх үүсвэрээс (ихэвчлэн хагас дамжуулагч лазер диод) ялгарч буй гэрлийн энергийг ховор шороон ионоор (жишээ нь Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺) хольсон олшруулалтын шилэн кабельд шахах үед ховор шороон ионууд энергийг шингээж, үндсэн төлөвөөс өдөөгдсөн төлөв рүү шилждэг. Өдөөгдсөн төлөв дэх ионуудын тоо үндсэн төлөвөөс давсан үед популяцийн урвуу төлөв үүсдэг. Энэ үед туссан фотон нь өдөөгдсөн төлөв дэх ионы өдөөгдсөн цацрагийг өдөөж, туссан фотонтой ижил давтамж, фаз, чиглэлтэй шинэ фотонуудыг үүсгэж, улмаар оптик олшруулалтад хүрнэ.
Нэг горимын гол онцлогшилэн лазертэдний маш нарийн цөмийн диаметр (ихэвчлэн 8-14μм)-д оршдог. Долгионы оптикийн онолын дагуу ийм нарийн цөм нь зөвхөн нэг цахилгаан соронзон орны горимыг (өөрөөр хэлбэл үндсэн горим LP₀₁ эсвэл HE₁₁ горим) тогтвортой дамжуулах боломжийг олгодог, өөрөөр хэлбэл дан горим. Энэ нь олон горимт шилэн кабелид байдаг интермодаль тархалтын асуудлыг, өөрөөр хэлбэл өөр өөр хурдтайгаар өөр өөр горимын тархалтаас үүдэлтэй импульсийн тэлэлтийн үзэгдлийг арилгадаг. Дамжуулах шинж чанарын үүднээс авч үзвэл дан горимт шилэн кабелийн тэнхлэгийн чиглэлд тархах гэрлийн замын зөрүү маш бага тул гаралтын цацраг нь төгс орон зайн когерент ба Гауссын энергийн тархалттай байдаг бөгөөд цацрагийн чанарын коэффициент M² нь 1-д ойртож болно (хамгийн тохиромжтой Гауссын цацрагийн хувьд M²=1).
Шилэн лазерууд нь гурав дахь үеийн гайхалтай төлөөлөгчид юмлазер технологи, ховор шороон элементээр баяжуулсан шилэн ширхэгийг олшруулах орчин болгон ашигладаг. Сүүлийн арван жилийн хугацаанд нэг горимт шилэн лазерууд нь өвөрмөц гүйцэтгэлийн давуу талуудынхаа ачаар дэлхийн лазерын зах зээлд улам бүр чухал байр суурь эзэлж байна. Олон горимт шилэн лазер эсвэл уламжлалт хатуу төлөвт лазертай харьцуулахад нэг горимт шилэн лазерууд нь 1-тэй ойролцоо цацрагийн чанар бүхий төгс Гауссын цацрагийг үүсгэж чаддаг бөгөөд энэ нь цацраг нь онолын хамгийн бага зөрүүний өнцөг болон хамгийн бага фокусын цэгт бараг хүрч чадна гэсэн үг юм. Энэ шинж чанар нь өндөр нарийвчлал, бага дулааны нөлөөлөл шаарддаг боловсруулалт, хэмжилтийн салбарт орлуулшгүй болгодог.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 11-р сарын 19