ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಲೇಸರ್ ಎಂದರೇನು

ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಹೊಸದಲ್ಲ: ಇತಿಹಾಸದಲ್ಲಿ ಎರಡನೇ ಲೇಸರ್ ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಆಗಿತ್ತು. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಕಷ್ಟಕರವಾಗಿತ್ತು, ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ತಾಪಮಾನದ ಕೆಲಸದ ಉತ್ಸಾಹವು 1990 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ಉನ್ನತ-ಶಕ್ತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯೊಂದಿಗೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು.

ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯಲ್ಲಿಲೇಸರ್ ಮೂಲಗಳು, ಡಿಪೋಲರೈಸೇಶನ್ ನಷ್ಟ, ಥರ್ಮಲ್ ಲೆನ್ಸ್ ಅಥವಾ ಲೇಸರ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಲ್ ಬಾಗುವಿಕೆಯಂತಹ ಉಷ್ಣ ಪರಿಣಾಮಗಳು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದುಲಘು ಮೂಲ. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ಮೂಲಕ, ಅನೇಕ ಹಾನಿಕಾರಕ ಉಷ್ಣ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ನಿಗ್ರಹಿಸಬಹುದು, ಅಂದರೆ, ಲಾಭದ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು 77 ಕೆ ಅಥವಾ 4 ಕೆಗೆ ತಂಪಾಗಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ತಂಪಾಗಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

ಲಾಭದ ಮಾಧ್ಯಮದ ವಿಶಿಷ್ಟ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರತಿಬಂಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಹಗ್ಗದ ಸರಾಸರಿ ಉಚಿತ ಮಾರ್ಗವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ತಾಪಮಾನ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್ ನಾಟಕೀಯವಾಗಿ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ತಾಪಮಾನವನ್ನು 300 ಕೆ ಯಿಂದ 77 ಕೆ ಗೆ ಇಳಿಸಿದಾಗ, ಯಾಗ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ಉಷ್ಣ ವಾಹಕತೆಯು ಏಳು ಅಂಶದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ.

ಉಷ್ಣ ಪ್ರಸರಣ ಗುಣಾಂಕವೂ ತೀವ್ರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ತಾಪಮಾನದ ಗ್ರೇಡಿಯಂಟ್‌ನಲ್ಲಿನ ಕಡಿತದೊಂದಿಗೆ, ಉಷ್ಣ ಮಸೂರದ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಒತ್ತಡದ ture ಿದ್ರತೆಯ ಸಾಧ್ಯತೆ ಕಡಿಮೆ.

ಥರ್ಮೋ-ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗುಣಾಂಕವೂ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಥರ್ಮಲ್ ಲೆನ್ಸ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಯಾನ್‌ನ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಅಡ್ಡ ವಿಭಾಗದ ಹೆಚ್ಚಳವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ಪರಿಣಾಮದಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ವಿಸ್ತರಣೆಯ ಇಳಿಕೆಯಿಂದಾಗಿ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸ್ಯಾಚುರೇಶನ್ ಪವರ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಲೇಸರ್ ಲಾಭ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ಪಂಪ್ ಪವರ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕ್ಯೂ ಸ್ವಿಚ್ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ ಕಡಿಮೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. Output ಟ್‌ಪುಟ್ ಕೋಪ್ಲರ್‌ನ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಇಳಿಜಾರಿನ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಪರಾವಲಂಬಿ ಕುಹರದ ನಷ್ಟದ ಪರಿಣಾಮವು ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಾಮುಖ್ಯತೆಯನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ.

ಅರೆ-ಮೂರು-ಹಂತದ ಲಾಭದ ಮಾಧ್ಯಮದ ಒಟ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಟ್ಟದ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಮಿತಿ ಪಂಪಿಂಗ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ದಕ್ಷತೆಯು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1030nm ನಲ್ಲಿ ಬೆಳಕನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ YB: YAG ಅನ್ನು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಅರೆ-ಮೂರು-ಹಂತದ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿ ಕಾಣಬಹುದು, ಆದರೆ 77 ಕೆ ನಲ್ಲಿ ನಾಲ್ಕು ಹಂತದ ವ್ಯವಸ್ಥೆ. ಎರ್: ಯಾಗ್‌ಗೆ ಇದು ನಿಜ.

ಲಾಭದ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಕೆಲವು ತಣಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳ ತೀವ್ರತೆಯು ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.

ಮೇಲಿನ ಅಂಶಗಳೊಂದಿಗೆ, ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯು ಲೇಸರ್‌ನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದ ತಂಪಾಗಿಸುವ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಉಷ್ಣ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಲ್ಲದೆ ಹೆಚ್ಚಿನ output ಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಅಂದರೆ ಉತ್ತಮ ಕಿರಣದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು.

ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಒಂದು ಸಮಸ್ಯೆಯೆಂದರೆ, ಕ್ರಯೋಕೂಲ್ಡ್ ಲೇಸರ್ ಸ್ಫಟಿಕದಲ್ಲಿ, ವಿಕಿರಣಗೊಂಡ ಬೆಳಕಿನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಮತ್ತು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಬೆಳಕನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ತರಂಗಾಂತರದ ಶ್ರುತಿ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯು ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಪಂಪ್ ಮಾಡಿದ ಲೇಸರ್‌ನ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಮತ್ತು ತರಂಗಾಂತರದ ಸ್ಥಿರತೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಕಠಿಣವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಪರಿಣಾಮವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಪರೂಪ.

ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದ್ರವ ಸಾರಜನಕ ಅಥವಾ ದ್ರವ ಹೀಲಿಯಂನಂತಹ ಶೀತಕವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಆದರ್ಶಪ್ರಾಯವಾಗಿ ಶೈತ್ಯೀಕರಣವು ಲೇಸರ್ ಸ್ಫಟಿಕಕ್ಕೆ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಟ್ಯೂಬ್ ಮೂಲಕ ಪರಿಚಲನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಶೀತಕವನ್ನು ಸಮಯಕ್ಕೆ ಮರುಪೂರಣಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಮುಚ್ಚಿದ ಲೂಪ್‌ನಲ್ಲಿ ಮರುಬಳಕೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಘನೀಕರಣವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು, ಲೇಸರ್ ಸ್ಫಟಿಕವನ್ನು ನಿರ್ವಾತ ಕೊಠಡಿಯಲ್ಲಿ ಇಡುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ.

ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಲೇಸರ್ ಹರಳುಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ಸಹ ಅನ್ವಯಿಸಬಹುದು. ಸಕಾರಾತ್ಮಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಮಾಡಲು ಟೈಟಾನಿಯಂ ನೀಲಮಣಿಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು, ಇದು ಹತ್ತಾರು ವ್ಯಾಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಸರಾಸರಿ output ಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ.

ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ಕೂಲಿಂಗ್ ಸಾಧನಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣಗೊಳಿಸಬಹುದುಲೇಸರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ಹೆಚ್ಚು ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ತಂಪಾಗಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಸರಳವಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕ್ರಯೋಜೆನಿಕ್ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯ ದಕ್ಷತೆಯು ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.