O'rta infrizil pulsatsiyalangan tolali lazerlarning arizalari

O'rta infraqizil lazer3 mkm ~ 1000 mkm diapazonida to'lqin uzunligi bilan elektromagnit to'lqinlarni anglatadi; Lazerologiya texnologiyasi sohasida o'rta infraqizil, odatda 2 mkm ~ 5 mkm diapazoni belgilanadi. O'rta infraqizilli lazerlar ajoyib to'lqin uzunliklari va molekulyar so'rilish xususiyatlariga ega va turli xil dastur stsenariylariga mos keladi; Pullashtirilgan tolalar lazerlari sanoatni qayta ishlash va boshqa sohalarda yuqori nurli sifat, yaxshi barqarorlik va ixcham tuzilma kabi keng tarqalgan salohiyatini namoyish etdilar.

O'rta infraqizilmir guruhida ikkita asosiy atmosfera uzatish derazalari mavjud (3 ~ 5 mkm va 8 ~ 12 mkm viloyatlari). Ushbu guruhlarda atmosferadagi asosiy tarkibiy qismlarning so'rilishi juda past, shuning uchun masofadan turib yuqtirish, shundan uzoq masofali translyatsiyaga erishish mumkin, bu masofadan o'lchash, aniqlash va boshqa sohalar uchun mos keladi.
O'rta infraqizillangan guruh ko'pgina molekulalarning asosiy tebranish rezonansida joylashgan va ko'plab suyuqliklar, gazlar va metall bo'lmagan materiallar o'rtada infraqizil nurning kuchli so'rilishi kerak. Ushbu xususiyat o'rtadagi lazerlar spektral tahlil, atrof-muhit monitoringi, tibbiy diagnostika va boshqa sohalarda muhim dasturlarga ega.

O'rta infraqizil pulsatsiyalangan tolali lazerlarning asosiy texnologiyalari
1. O'rta tanlov
 Kasallik uchun kamchilik tolasi:
Er³⁺ (erbium ion): odatda tibbiy, atmosfera masofaviy sezgi va boshqa sohalar uchun javob beradigan 2.7 ~ 2,8 mkm dicent-ga ega bo'lish uchun ishlatiladi. Uning energiya darajasining tuzilishi o'ziga xos nasos sharoitida o'rtacha infrav qilinmagan lazerlarni yaratishga imkon beradi.
Ho³⁺ (Xolmi ion): {1}} ~ 2.1 mkm diapazoni ~ 2.1 mkm diapazonlashtirishi mumkin, ko'pincha lazerli ishni optimallashtirish uchun boshqa ionlar bilan birga (masalan, praced bilan qoplangan). Ushbu guruh atmosfera uzatish oynasida, inson ko'zlari uchun xavfsiz va lazer radar va boshqa sohalarda dasturiy ta'minotga ega.
TM³⁺ (Thulium ion): 2,3 mkm diapazonida lazerni yaratishi mumkin, bu ma'lum bir o'ziga xos spektral tahlil va arizalarni mazmunli.
 Nobali chastota konversiyasi:
OPO (Optik parametröritor): Parametrli kristallardagi parametrlar kuchaytirish jarayoniga asoslanib, nasos yorug'ligi energiyasi signal va idleriya yorug'ligiga aylantiriladi. Tegishli nomoddiy kristallar va osilatator dizaynini tanlab, o'rtacha infraqizilmed diapazonida lazer chiqishi va sozlanishi kengroq to'lqin uzunligi doirasida erishish mumkin.
DFG (Ramanni qo'zg'atuvchi Ramlan tarqalish): O'rta infrohsiz lazerlar Raman tarqalishining ta'siri yordamida yaratiladi. Notusning yorug'lik parametrlarini va Ramangan O'rta, o'rtada kesilgan lazerning turli xil to'lqin uzunliklarini ishlab chiqarishning xususiyatlarini o'zgartirish mumkin, ammo yuqori nasos kuchi odatda talab qilinadi.
2. Puls avlod mexanizmi
① Q-kommutatsiya texnologiyasi:
Faol Q-kommutatsiya: lazerning yo'qolishi yoki nasos kuchi tashqi modulyatsiya signallari tomonidan boshqariladi, shunda lazer bo'shlig'ida foton zichligi vaqti-vaqti bilan o'zgaradi, shu bilan pulsatsiyalangan lazer chiqishini hosil qiladi. Masalan, lazer akusto-optik modulyululyator yoki pulslarni yaratish uchun elektrotexnika modulyulyulyatorlari yordamida modernizatsiya qilinadi. Ushbu usul pulsning takrorlanish chastotasini va pulsning tomir qopqog'ini aniq boshqarishi mumkin, ammo qo'shimcha modullam uskunalarini talab qiladi, bu tizimning murakkabligini oshiradi.
Passiv Q-kommutatsiya: Passiv tarkibiy qismlarning etishmasligi, masalan, to'yingan absorberlar lazer bo'shlig'ida foton zichligini o'zgartirish uchun ishlatiladi. Foton zichligi ma'lum bir chegaradan kelib chiqqanida, to'yingan gordor vakili o'zgarishlarining so'rilishi koeffitsienti, shu bilan lazer bo'shlig'ining yo'qolishini o'zgartiradi va pulsatsiyalangan lazerlarni yaratadi. Passiv Q-kommutatsiya oddiy tuzilishga va past narxga ega, ammo takrorlash chastotasi va pulsning tomirning tomirning tomirlari nisbatan qiyin.
② Mode-Locking texnologiyasi:
Tovarlar qulflash (MSA) rejimini blokirovka qilish: Tijorat yarim himoyachilari va yangi nanomaterlar (grafen, uglerodli nanotublar kabi yangi nantomatlar (masalan, grafik, uglerod va boshqalar kabi). Ushbu materiallar kuchsiz yorug'lik va kuchli yorug'lik uchun kuchli singdirilishga ega, shu bilan intrainityenity yurak urishiga erishish va rejimining qulflangan pulslarini yaratish.
Noblineeve Polaralizatsiya aylanishi (NPR) rejimini qulflash: Optik tolasining yoki optik tolali bo'lmagan o'zgarishlar yordamida turli xil qutblar yo'nalishlarida yorug'likka turli xil emas. Kengaytirilgan polarizatsiya qurilmasi ta'sirida, rezonans bo'shliq, to'yinib kelayotgan singdirishga o'xshash xususiyatlarni namoyish etadi, shu bilan rejimni blokirovka qilishga erishishga erishadi. Ushbu texnologiya band guruhning geysi va materialning dam olish vaqti bilan cheklanmaydi, o'tmish chuqurligi va yuqori modulyatsiya chegarasi va yuqori quvvatli feotsekund pulsini avlodga mos keladi.
Chastotani aniqlash (FSF) Mode-ning qulflanishi: ma'lum bir aloqa mexanizmi orqali bo'shliqdagi qulflangan puls ketma-ketligini shakllantirish uchun bo'shliqdagi yorug'lik maydoniga uzatiladi. Ushbu rejimni blokirovka qilish usuli yuqori takrorlash chastotasi va pullar kengligi pasayishi mumkin.
3. Asosiy qiyinchiliklar
The Termal boshqaruvi:
O'rta infrofirma pulsi tolalari ish paytida juda ko'p issiqlikni keltirib chiqaradi. Agar issiqlik vaqtida va samarali ravishda tarqatib yuborilmasa, u lazerning ishlashi buzilishi va tolaga zarar etkazishi kabi muammolarga olib keladi. Shu sababli, issiqlik displeyi va issiqlik o'tkazuvchanligi bilan issiqlikni boshqarish texnologiyasi va issiqlik displeyi tuzilmalarini loyihalash va lazerning barqaror ishlashini ta'minlash uchun samarali isitish texnikalari va issiqlik boshqaruvi vositalarini qo'llash va sovutish moslamalaridan foydalanish kerak.
Foton qorong'i quyish ta'siri:
Yuqori quvvatli nasos sharoitida, kamdan-kam uchraydigan optik tolalarda fotonda qorayish ta'siri lazerning ishlashiga va hayotiga ta'sir qiladi. Foton qorayish hodisani anglatadi, ularda lazer materiallari kuchli yorug'lik bilan yaratilgan bo'lsa, materialning so'rilishi va emissiya xususiyatlari o'zgarishi natijasida hosil bo'ladi. Fotonda quyuq ta'sirining ta'sirini kamaytirish uchun optik tolaning doping kontsentratsiyasini optimallashtirish, mos romni tayyorlash jarayonini yaxshilash kerak.
③ O'rta infrizilli optik tolali materiallarning cheklanishi:
Hozirgi vaqtda infraqizared diapazonida ishlatilishi mumkin bo'lgan optik tolali materiallar cheklangan va optik xususiyatlar va optik tolaning mexanik xususiyatlarida hali ham muammolar mavjud. Masalan, ftorid kifzirli optik tolasi keng tarqalgan o'rtada ishlatiladigan o'rtada ishlatiladigan o'rta tolali matritsa materiallari, fonon energiyasi nisbatan yuqori, bu cho'zish to'lqin uzunligini to'lqinlantiruvchi diapazonni cheklaydi; sulfid oyna tolasi kimyoviy barqarorlik va tayyorgarlikdagi qiyinchiliklar kabi muammolarga ega. Shu sababli, o'rta infroked pulsatsiyalangan plang sub'ektlarining rivojlanish ehtiyojlarini qondirish uchun doimiy ravishda yangi infrizilli optik tolali materiallarni o'rganish va rivojlantirish zarur.

Asosiy dastur yo'nalishlari
1. Tibbiy va biologik tasvirlar
 lazer jarrohligi
Printsip: O'rta infraqizil lazerlar (2-5}}}}}}}}}}} mkm diapazoni) suv molekulalari tomonidan kuchli so'rilishi mumkin va inson to'qimasining qariyb 70 foizi suvdir. Bu o'rtadagi infraqizil lazerlarning energiyasini inson to'qimalari bilan aloqa qilishga, atrofdagi to'qimalarga issiqlik shikastlanishini kamaytirishga imkon beradi. Masalan, oftalmik operatsiyasida ushbu xususiyat boshqa ko'z to'qimalariga keraksiz shikast etkazmasdan yuqori aniqlikdagi kesma qilish uchun ishlatilishi mumkin.
Afzalliklari: An'anaviy ko'rinadigan yorug'lik yoki yaqin infraqizilli lazerli jarrohlik, o'rtada an'anaviy lazer jarrohligi yuqori aniqlik va past issiqlik effekti yuqori, ular yanada nozik jarrohlik operatsiyalariga erishishi va bemorlarning og'riq va tiklanish vaqtini kamaytirishi mumkin.
② yorliqsiz to'qimalarni tekshirish
Printsip: Masalan, optik muvofiqlashtirish tomografiyasi (Okt) texnologiyasining o'rta infollanmagan lazerlarning kam tarbiyali lazerlarining kamligi biologik to'qimalarni yuqori darajada aniqlaydigan tomografiyani o'rganadi. O'rta infraqizil chiroq to'qimalarda nurlanish paytida turli xil chuqurliklardagi to'qima qatlamlari turli xil intensifikatsiyaning engil signallarini aks ettiradi. Ushbu signallarni detektorlar orqali yig'ish va qayta ishlash orqali to'qimaning uch o'lchovli tarkibiy tasviri qurilishi mumkin.
Afzalliklari: Ushbu tasvirlash usuli to'qimalarni bo'yash yoki markalashni talab qilmaydi, bu an'anaviy va kimyoviy ifloslanishni talab qilmaydi, bu esa real vaqtni erta tashhislash va davolashning kuchli vositasini ta'minlaydi va kasalliklarni erta tashxislash va davolashning kuchli vositasini ta'minlaydi.
2. Atrof-muhit monitoringi va gazni sezish
 Gaz gazni aniqlashni kuzatish
Printsip: Ko'pgina izli gazlar (masalan, COB, Ch₄ va boshqalar) o'rtacha infraqizil-diapiyadagi o'ziga xos yutilish cho'qqilariga ega. Gaz namunasida ekilgan yoki energiya o'zgarishini o'lchash uchun lazerni mo'ljalga olish orqali, gaz o'zgarishi va energiya o'zgarishi, gazning kontsentratsiyasi aniqlanishi mumkin. Masalan, cou Cou 4,26 mkm bo'lgan kuchli yutuqli cho'qqisiga ega. Ushbu to'lqin uzunligida lazer energiyasini mustahkamlashni aniqlash orqali, co r-ning konsentratsiyasi taxmin qilinishi mumkin.
Afzalliklari: O'rta infuziv pulsatsiyalangan tolalar lazerlari yuqori sezgirlik va yuqori darajada aniqlikning xususiyatlariga ega va ekologik monitoring, sanoat jarayonini boshqarish va iqlim o'zgarishi bo'yicha tadqiqotlar uchun katta ahamiyatga ega.
② atmosfera ifloslanishini tahlil qilish
Printsip: Atmosferadagi ifloslantiruvchi moddalar (azot oksidi, sulfid va boshqalar kabi), shuningdek, infraqizil-diapazonda turli xil singdirgichlar mavjud. Atmosferani o'rta infrizmed pulsatsiyalangan tolali lazer bilan skanerlash orqali bir vaqtning o'zida bir nechta ifloslantiruvchi moddalarning kontsentratsiyasi taqsimlanishi mumkin. Masalan, atmosferadagi turli xil to'lqin uzunliklari lazerlarining emilishini tahlil qilib, ifloslantiruvchi moddalarning fazifansial tarqatish xaritasi chizilishi mumkin.
Afzalliklari: Ushbu masofadan turib, kontaktsiz o'lchash usuli Atmosfera ifloslanish ma'lumotlarini atrof-muhitni yig'masdan va havo sifatini baholash uchun samarali vositalarni ta'minlamasdan, atmosfera ifloslanish ma'lumotlarini tez va keng tarqaladi.
3. Sanoatni qayta ishlash
Polimer / yarimo'tkazgichlar aniq qayta ishlash
Printsip: O'rta infroh bo'lmagan lazerlar polimerlar va yarimo'tkazgich materiallari tomonidan kuchli so'riladi, shu bilan materiallar ichidagi molekulyar aloqalar, shu bilan materiallarni olib tashlash yoki o'zgartirishga erishish yoki o'zgartirishga erishish. Tekka ishlov berish jarayonida, lazer parametrlarini tekshirib ko'rish (puls kengligi, energiya zichligi va boshqalar kabi), quyi kesilishi, burg'ulash, o'yma va boshqa operatsiyalar yuqori aniqlik bilan amalga oshirish mumkin. Masalan, yarimo'tkazgichli chip ishlab chiqarishda, o'rta infektsiyalar o'rtalarida kremniyni mikroavtobusni mikroavtobusga ishlov berish va chiplarni integratsiyalash va ishlashni yaxshilash uchun ishlatilishi mumkin.
Afzalliklari: An'anaviy mexanik qayta ishlash yoki fotolitografiya texnologiyasi bilan solishtirganda, infrohsiz lazerni qayta ishlash mexanik stress va materiallarga zarar etkazishi va mahsulot sifatini va ishonchliligini oshirishga qodir emas.
②infed shaffof materiallarni kesish
Printsip: Ba'zi infraqizil shaffof material (masalan, chinnoqsimon oyna) o'rta infraqizil-diapazonda yaxshi o'tkaziladi. Ushbu materiallar o'rtada infraqizilli pulsatsiyalangan tolalar lazerlari bilan kesilganda, lazer energiyasi material ichiga singib ketadi va issiqlik energiyasiga aylantiriladi va bu materialni qisman eritib yuboradi yoki bug'lanishga erishishga olib keladi. Skanerlash yo'lini va lazerning parametrlarini sozlash orqali har xil shakl va o'lchamlarning materiallari kesilishi mumkin.
Afzalliklari: Ushbu kesish usuli juda aniq qirralar, yuqori aniqlik va kichik issiqlik ta'sirlangan zonalarning afzalliklariga ega, bu infraqizilli shaffof material qismlari uchun infraqizil optik tizimlar, aerokosmik va boshqa sohalar ehtiyojlarini qondirishi mumkin.
4. Milliy mudofaa va xavfsizlik
①infred conmemeures
Printsip: Harbiy dasturlarda, o'rtadagi infraqizilli piblli lazerni dushmanning infraqizil aniqlash tizimiga xalaqit berish yoki ularni yo'q qilish uchun, uning detektori to'yingan yoki bekor qilingan, shu bilan o'z maqsadlarini himoya qilish uchun ishlatilishi mumkin.
Afzalliklari: O'rta infrohsiz lazerlar atmosfera uzatish xususiyatlariga ega va aralashishga qarshi kuchli kuchli. Ular murakkab jang maydonidagi infraqter-ga qarshi kurashish va jangovar ta'sirini va harbiy texnikaning targ'ibot qilinishini yaxshilashlari mumkin.
 lazer radar (LIDIAR)
Printsip: Lidar masofani, yo'nalishni, balandligi va boshqa ma'lumotlarni lazerning maqsadlari bilan aks ettiruvchi va signallarni qabul qilish orqali hisobni hisoblab chiqadi. O'rta infrizilsiz pulse tolalari uzun masofani bosib o'tish va yuqori cho'qqisidagi yuqori kuchlar tufayli yuqori darajadagi masofa va yuqori aniqlik aniqlanishiga erishish mumkin. Masalan, topografik xaritalash va maqsadli identifikatsiya, o'rta infoflanmagan lazer radarlari batafsil maqsadli ma'lumotlarni olishi mumkin.
Afzalliklari: An'anaviy mikroto'lqinli radarlar, o'rtada mikroto'lqinlar radarlari yuqori aniqlik va aniqlik bilan taqqoslanadi, maqsadlarni yaxshiroq aniqlash va tasniflash, mudofaa roliklari, avtonom harakatlanish va boshqa sohalarda muhim dasturlarga ega.
 Portlovchi moddalarni masofadan aniqlash
Printsip: Ko'plab portlovchi moddalar (masalan, dinamit, giyohvand moddalar va boshqalar) o'rtacha infraqizil-diapazonda xarakterli spektrga ega. O'rta infrofirma pulsi tolalarini masofaviy maqsadlarni yoritishda, maqsadlarda aks ettirilgan spektakli signallarni to'plang va portlovchi moddalar spektral xususiyatlarini tahlil qilish orqali portlovchi moddalar mavjudligini aniqlang. Masalan, aeroportlar va portlar kabi xavfsizlik inspektsion joylarida, metrossiz lazerni masofadan aniqlash moslamasi xodimlar va yuklarni tekshirish uchun ishlatilishi mumkin.
Afzalliklari: bu masofadan aniqlash usuli aloqa, tezkor va aniqlikning afzalliklariga ega. Bu, potentsial xavfsizlik xavfini normal operatsiyalarga ta'sir qilmasdan o'z vaqtida aniqlaydi va jamoat xavfsizligi va ijtimoiy ta'minotni ta'minlaydi.
5. Ilmiy izlanishlar
① ultrafast spektroskopiyasi
Printsip: ultrafast spektroskopiyasi asosan moddalarning spektr xususiyatlari (fetocond, pikosekond darajasi) o'zgarishini o'rganadi. O'rta inflyatsiyalangan pulsatsiyalangan tolalar lazerlari namunalarni ko'paytirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan juda qisqa pulsatsiya qilingan lazerlarni ishlab chiqarishi mumkin, ular namunalarni ko'paytirish va ularning ultrafast spektaklarini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. Masalan, nasos texnologiyasi orqali namunada hayajonli holat hosil qilish uchun, ammo boshqa lazer nurlari, masalan, boshqa lazerning moddasi, masalan, boshqa lazerning moddalarini, masalan, boshqa lazerning spektral o'zgarishi, masalan, har xil kechikish jarayonlarini aniqlash uchun, masalan, boshqa lazerning moddasi.
Afzalliklari: Bu kimyo, fizika va materiallar, moddalarning ichki tuzilishini va dinamikaviy jarayonni chuqur anglashga yordam beradigan, kimyo, fizika va materiallar fanlari kabi dalalar uchun kuchli tadqiqot usulini taqdim etadi.
② Sovuq molekulyatulyatsiyasi
Printsip: O'rta infrofiliy lazer va molekulalarning o'zaro ta'siri sovuq molekulalarni ushlash, ko'chirish va manipulyatsiya qilish uchun ishlatilishi mumkin. Lazerning chastotasi, intensivligi va bosqichini aniq sozlash orqali, sovuq molekulalarni qamash va molekulalarni harakatlantirish uchun ma'lum optik potentsial potentsialni aniq shakllantirishi mumkin. Masalan, kvantni hisoblash va kvant ma'lumotlarini qayta ishlash sohasida, kvantli bitlarning kvantli molekulalarning kvantli molekulalarning kvant holatini boshqarish uchun ishlatilishi mumkin.
Afzalliklari: u kvant fizikasi, kimyoviy fizika va boshqa sohalarda tadqiqotlar uchun yangi tajriba platformasini taqdim etadi va kvantni hisoblash, kvanum simulyatsiyasi va boshqa jihatlarga bag'ishlangan muhim yutuqlarni taqdim etadi.
Attosekadr pulslarini yaratish
Printsip: Yuqori infolik avlodni (HGG) kabi optik bo'lmagan optik jarayonlar orqali attosekond darajasida ultratyorts pulslarini ishlab chiqarishi mumkin. O'rta infraqizil lazerlar atomlar yoki molekulalar bilan aralashganda, yuqori buyurtma qilingan uyg'unlik hosil bo'ladi. Ushbu uyg'unliklarning chastotalari ultrabinafsha (Xuv) guruhida, uning tomir kengligi attosekond darajasiga etib borishi mumkin.
Afzalliklari: Bu yadro harakati va elektron dinamikalar kabi ulug'lom jarayonlarini o'rganish uchun juda yuqori muddatli rezolyutsiya mavjud, bu esa materiya mikroskopik dunyosining sirlarini yanada aniqlashga yordam beradi.

Xulosa qilib aytganda, o'rta infuzarsiz pulsatsiyalangan tolalar lazerlari tibbiy va biologik tasvirlar, atrof-muhit monitoringi va gazni sezish, sanoatni qayta ishlash, milliy mudofaa va ilmiy tadqiqotlar sohalarida keng qamrovli istiqbollar va katta salohiyatni namoyish etdilar. Texnologiyani doimiy ravishda rivojlantirish va takomillashtirish bilan, o'rta inflyatsiya qilingan pulsatsiyalangan tolali lazerlar boshqa sohalarda muhim rol o'ynaydi va insoniyat jamiyatiga katta ahamiyat berish va rivojlanayotganiga ishoniladi.

Bog'lanish uchun ma'lumot:

Agar sizda biron bir g'oyalar bo'lsa, biz bilan gaplashishni erkin his eting. Bizning mijozlarimiz qayerda bo'lishidan qat'i nazar, biz o'z maqsadlarimizga tegishli, mijozlarimizni yuqori sifatli, arzon narxlar va eng yaxshi xizmat bilan ta'minlash maqsadga erishamiz.