استراتيجية التحسينليزر الحالة الصلبة
يتضمن تحسين الليزر الحالة الصلبة عدة جوانب، وفيما يلي بعض استراتيجيات التحسين الرئيسية:
أولاً، الشكل الأمثل لاختيار بلورة الليزر: شريط: مساحة تبديد حرارة كبيرة، مما يُحسّن الإدارة الحرارية. ألياف: نسبة مساحة سطحية إلى حجم كبيرة، وكفاءة نقل حرارة عالية، مع مراعاة قوة الألياف وثبات تركيبها. صفيحة: سمكها صغير، ولكن يجب مراعاة تأثير القوة عند التركيب. قضيب دائري: مساحة تبديد حرارة كبيرة، وإجهاد ميكانيكي أقل. تركيز المنشطات والأيونات: تحسين تركيز المنشطات والأيونات في البلورة، مما يُحسّن بشكل جذري كفاءة امتصاص وتحويل البلورة إلى ضوء المضخة، ويقلل من فقدان الحرارة.
ثانيًا، وضع تبديد الحرارة الأمثل لإدارة الحرارة: يُعدّ التبريد بالسائل المغمور والتبريد بالغاز من أوضاع تبديد الحرارة الشائعة، والتي يجب اختيارها وفقًا لظروف التطبيق المحددة. يُراعى في اختيار مادة نظام التبريد (مثل النحاس والألومنيوم، إلخ) وموصليته الحرارية تحسين تأثير تبديد الحرارة. التحكم في درجة الحرارة: استخدام منظمات الحرارة وغيرها من المعدات للحفاظ على درجة حرارة ثابتة لليزر، مما يقلل من تأثير تقلبات درجة الحرارة عليه.أداء الليزر.
ثالثًا، تحسين اختيار وضع الضخ: المضخة الجانبية، ومضخة الزاوية، ومضخة السطح، ومضخة الطرف هي أوضاع ضخ شائعة. تتميز المضخة الطرفية بكفاءة اقتران عالية، وكفاءة تحويل عالية، ووضع تبريد محمول. يُفيد الضخ الجانبي في تضخيم الطاقة وتوحيد الشعاع. يجمع الضخ الزاوي بين مزايا الضخ السطحي والضخ الجانبي. تركيز شعاع المضخة وتوزيع طاقته: يُحسّن تركيز شعاع المضخة وتوزيع طاقته لزيادة كفاءة الضخ وتقليل التأثيرات الحرارية.
التصميم الأمثل للمرنان واقتران المخرجات: اختر الانعكاسية المناسبة لمرآة التجويف وطول التجويف لتحقيق خرج ليزر متعدد الأوضاع أو أحادي الوضع. يتحقق خرج الوضع الطولي الأحادي بتعديل طول التجويف، مما يُحسّن الطاقة وجودة واجهة الموجة. تحسين اقتران المخرجات: اضبط نفاذية وموضع مرآة اقتران المخرجات لتحقيق خرج عالي الكفاءة.الليزر.
تحسين المواد والعمليات: اختيار المواد: وفقًا لاحتياجات تطبيق الليزر، يتم اختيار مواد وسط الكسب المناسبة، مثل Nd:YAG وCr:Nd:YAG، وغيرها. تتميز المواد الجديدة، مثل السيراميك الشفاف، بقصر فترة التحضير وسهولة التطعيم عالي التركيز، مما يستدعي الاهتمام. عملية التصنيع: استخدام معدات وتقنيات معالجة عالية الدقة لضمان دقة معالجة وتجميع مكونات الليزر. يمكن للتصنيع والتجميع الدقيقين تقليل الأخطاء والخسائر في المسار البصري، وتحسين الأداء العام لليزر.
تقييم الأداء والاختبار مؤشرات تقييم الأداء: بما في ذلك قوة الليزر، وطول الموجة، وجودة واجهة الموجة، وجودة الشعاع، والاستقرار، وما إلى ذلك. معدات الاختبار: استخدممقياس الطاقة الضوئيةجهاز قياس الطيف، ومستشعر جبهة الموجة، ومعدات أخرى لاختبار أداء الليزر. من خلال الاختبار، يتم تحديد مشاكل الليزر في الوقت المناسب، واتخاذ الإجراءات اللازمة لتحسين الأداء.
الابتكار والتكنولوجيا المستمران: متابعة الابتكار التكنولوجي: الاهتمام بأحدث الاتجاهات التكنولوجية واتجاهات التطوير في مجال الليزر، وإدخال تقنيات ومواد وعمليات جديدة. التحسين المستمر: التحسين والابتكار المستمران على أساس الوضع الحالي، وتحسين أداء وجودة الليزر باستمرار.
باختصار، يجب أن يبدأ تحسين ليزرات الحالة الصلبة من جوانب متعددة، مثل بلورة الليزر، والإدارة الحرارية، ووضع الضخ، وربط الرنان والمخرج، والمادة والعملية، وتقييم الأداء واختباره. ومن خلال سياسات شاملة وتحسين مستمر، يمكن تحسين أداء وجودة ليزرات الحالة الصلبة باستمرار.
وقت النشر: ١٥ أكتوبر ٢٠٢٤