ক্রাইওজেনিক লেজার কি

কম তাপমাত্রায় পরিচালিত লেজারগুলির ধারণাটি নতুন নয়: ইতিহাসের দ্বিতীয় লেজারটি ছিল ক্রায়োজেনিক। প্রাথমিকভাবে, ধারণাটি ঘরের তাপমাত্রা অপারেশন অর্জন করা কঠিন ছিল এবং নিম্ন-তাপমাত্রার কাজের জন্য উত্সাহটি 1990 এর দশকে উচ্চ-পাওয়ার লেজার এবং পরিবর্ধকগুলির বিকাশের সাথে শুরু হয়েছিল।

উচ্চ শক্তি মধ্যেলেজার উত্স, তাপীয় প্রভাব যেমন ডিপোলারাইজেশন ক্ষতি, তাপীয় লেন্স বা লেজার স্ফটিক বাঁকানো এর কার্যকারিতা প্রভাবিত করতে পারেহালকা উত্স। কম তাপমাত্রা শীতল হওয়ার মাধ্যমে, অনেকগুলি ক্ষতিকারক তাপীয় প্রভাবগুলি কার্যকরভাবে দমন করা যায়, অর্থাৎ লাভের মাধ্যমটি 77K বা এমনকি 4K পর্যন্ত শীতল করা দরকার। শীতল প্রভাবের মধ্যে মূলত অন্তর্ভুক্ত:

লাভ মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যযুক্ত পরিবাহিতা ব্যাপকভাবে বাধা দেওয়া হয়, মূলত কারণ দড়িটির গড় মুক্ত পথ বাড়ানো হয়। ফলস্বরূপ, তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট নাটকীয়ভাবে হ্রাস পায়। উদাহরণস্বরূপ, যখন তাপমাত্রা 300k থেকে 77k এ নামানো হয়, তখন YAG স্ফটিকের তাপীয় পরিবাহিতা সাতটির একটি ফ্যাক্টর দ্বারা বৃদ্ধি পায়।

তাপীয় প্রসারণ সহগও তীব্রভাবে হ্রাস পায়। এটি, একসাথে তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট হ্রাসের সাথে সাথে হ্রাস তাপীয় লেন্সিং প্রভাবের ফলস্বরূপ এবং তাই স্ট্রেস ফেটে যাওয়ার সম্ভাবনা হ্রাস পায়।

থার্মো-অপটিক্যাল সহগও হ্রাস করা হয়, আরও তাপীয় লেন্সের প্রভাব হ্রাস করে।

বিরল পৃথিবী আয়নটির শোষণ ক্রস বিভাগের বৃদ্ধি মূলত তাপীয় প্রভাব দ্বারা সৃষ্ট সম্প্রসারণের হ্রাসের কারণে। অতএব, স্যাচুরেশন শক্তি হ্রাস করা হয় এবং লেজার লাভ বৃদ্ধি করা হয়। অতএব, থ্রেশহোল্ড পাম্প শক্তি হ্রাস করা হয়, এবং কিউ সুইচটি পরিচালনা করার সময় ছোট ডাল পাওয়া যায়। আউটপুট কাপলারের সংক্রমণ বাড়িয়ে, ope ালের দক্ষতা উন্নত করা যেতে পারে, সুতরাং পরজীবী গহ্বর হ্রাস প্রভাব কম গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।

অর্ধ-স্তরের লাভের মাধ্যমের মোট নিম্ন স্তরের কণা সংখ্যা হ্রাস পেয়েছে, সুতরাং প্রান্তিক পাম্পিং শক্তি হ্রাস করা হয় এবং শক্তি দক্ষতা উন্নত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ওয়াইবি: ওয়াইএজি, যা 1030nm এ আলো উত্পাদন করে, ঘরের তাপমাত্রায় অর্ধ-স্তরের সিস্টেম হিসাবে দেখা যেতে পারে, তবে 77k এ একটি চার-স্তরের সিস্টেম। ইআর: ইয়াগের ক্ষেত্রেও এটি একই।

লাভের মাধ্যমের উপর নির্ভর করে কিছু শোধন প্রক্রিয়াগুলির তীব্রতা হ্রাস পাবে।

উপরের কারণগুলির সাথে একত্রিত, কম তাপমাত্রা অপারেশন লেজারের কার্যকারিতা ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। বিশেষত, কম তাপমাত্রা কুলিং লেজারগুলি তাপীয় প্রভাব ছাড়াই খুব উচ্চ আউটপুট শক্তি অর্জন করতে পারে, অর্থাৎ ভাল মরীচি গুণমান পাওয়া যায়।

একটি বিষয় বিবেচনা করার বিষয় হ'ল একটি ক্রিওকুলেড লেজার স্ফটিকের মধ্যে, বিকিরিত আলো এবং শোষিত আলোর ব্যান্ডউইথ হ্রাস করা হবে, সুতরাং তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং রেঞ্জটি সংকীর্ণ হবে এবং পাম্পযুক্ত লেজারের লাইন প্রস্থ এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থায়িত্ব আরও কঠোর হবে। তবে এই প্রভাবটি সাধারণত বিরল।

ক্রায়োজেনিক কুলিং সাধারণত একটি কুল্যান্ট ব্যবহার করে যেমন তরল নাইট্রোজেন বা তরল হিলিয়াম এবং আদর্শভাবে রেফ্রিজারেন্ট একটি লেজার স্ফটিকের সাথে সংযুক্ত একটি নল দিয়ে সঞ্চালিত হয়। কুল্যান্ট সময়মতো পুনরায় পূরণ করা হয় বা একটি বদ্ধ লুপে পুনর্ব্যবহার করা হয়। দৃ ification ়তা এড়ানোর জন্য, সাধারণত লেজার স্ফটিকটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা প্রয়োজন।

কম তাপমাত্রায় অপারেটিং লেজার স্ফটিকগুলির ধারণাটি এমপ্লিফায়ারগুলিতেও প্রয়োগ করা যেতে পারে। টাইটানিয়াম নীলকান্তমণি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া পরিবর্ধক তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, দশটি ওয়াটগুলিতে গড় আউটপুট শক্তি।

যদিও ক্রাইওজেনিক কুলিং ডিভাইসগুলি জটিল করতে পারেলেজার সিস্টেম, আরও সাধারণ কুলিং সিস্টেমগুলি প্রায়শই কম সহজ হয় এবং ক্রায়োজেনিক কুলিংয়ের দক্ষতা জটিলতা কিছুটা হ্রাস করার অনুমতি দেয়।