Asosiy tamoyilibir rejimli tolali lazerlar
Lazer yaratish uchta asosiy shartni bajarishni talab qiladi: populyatsiya inversiyasi, mos rezonansli bo'shliq va unga erishishlazerchegara (rezonans bo'shlig'idagi yorug'likning kuchayishi yo'qotishdan katta bo'lishi kerak). Bir rejimli tolali lazerlarning ish mexanizmi aynan shu asosiy jismoniy tamoyillarga asoslangan va tolali to'lqin yo'riqnomalarining maxsus tuzilishi orqali ishlashni optimallashtirishga erishadi.
Stimulyatsiyalangan nurlanish va populyatsiya inversiyasi lazerlarni yaratish uchun fizik asos hisoblanadi. Nasos manbai (odatda yarimo'tkazgichli lazer diodi) tomonidan chiqarilgan yorug'lik energiyasi noyob yer ionlari (masalan, Ytterbium Yb³⁺, erbium Er³⁺) bilan lehimlangan kuchaytiruvchi tolaga yuborilganda, noyob yer ionlari energiyani yutadi va asosiy holatdan qo'zg'aluvchan holatga o'tadi. Qo'zg'aluvchan holatdagi ionlar soni asosiy holatdagidan oshib ketganda, populyatsiya inversiyasi holati hosil bo'ladi. Bu nuqtada, tushgan foton qo'zg'aluvchan holat ionining stimulyatsiyalangan nurlanishini qo'zg'atadi va tushgan foton bilan bir xil chastota, faza va yo'nalishdagi yangi fotonlarni hosil qiladi va shu bilan optik kuchaytirishga erishiladi.
Bir rejimli rejimning asosiy xususiyatitolali lazerlarularning juda nozik yadro diametrida (odatda 8-14 μm) yotadi. To'lqin optikasi nazariyasiga ko'ra, bunday nozik yadro faqat bitta elektromagnit maydon rejimini (ya'ni, asosiy rejim LP₀₁ yoki HE₁₁ rejimi) barqaror uzatishga imkon beradi, ya'ni bitta rejim. Bu ko'p rejimli tolalarda mavjud bo'lgan intermodal dispersiya muammosini, ya'ni turli rejimlarning turli tezliklarda tarqalishi natijasida yuzaga keladigan impuls kengayishi hodisasini yo'q qiladi. Uzatish xususiyatlari nuqtai nazaridan, bitta rejimli optik tolalarda eksenel yo'nalish bo'ylab tarqaladigan yorug'likning yo'l farqi juda kichik, bu esa chiqish nurining mukammal fazoviy kogerentlikka va Gauss energiya taqsimotiga ega bo'lishini ta'minlaydi va nur sifat koeffitsienti M² 1 ga yaqinlashishi mumkin (ideal Gauss nuri uchun M²=1).
Elyaf lazerlari uchinchi avlodning ajoyib vakillari hisoblanadilazer texnologiyasi, ularda kuchaytirish vositasi sifatida noyob yer elementlari bilan lehimlangan shisha tolalar ishlatiladi. So'nggi o'n yillikda bir rejimli tolali lazerlar o'zlarining noyob ishlash afzalliklari tufayli global lazer bozorida tobora muhim ulushni egallab kelmoqda. Ko'p rejimli tolali lazerlar yoki an'anaviy qattiq holatdagi lazer bilan taqqoslaganda, bir rejimli tolali lazerlar nur sifati 1 ga yaqin bo'lgan ideal Gauss nurini yaratishi mumkin, bu nur deyarli nazariy minimal divergensiya burchagi va minimal fokuslangan nuqtaga yetishi mumkinligini anglatadi. Bu xususiyat uni yuqori aniqlik va past issiqlik ta'sirini talab qiladigan ishlov berish va o'lchash sohalarida almashtirib bo'lmaydigan qiladi.
Nashr vaqti: 2025-yil 19-noyabr