أنواعليزر قابل للضبط
يمكن تقسيم تطبيق الليزر القابل للضبط بشكل عام إلى فئتين رئيسيتين: الأولى عندما لا تتمكن أشعة الليزر ذات الطول الموجي الثابت أحادية الخط أو متعددة الخطوط من توفير الطول الموجي المنفصل المطلوب أو أكثر؛ وتتضمن الفئة الأخرى المواقف التي لا يمكن فيها استخدام الليزر القابل للضبط.الليزريجب ضبط الطول الموجي بشكل مستمر أثناء إجراء التجارب أو الاختبارات، مثل تجارب التحليل الطيفي واكتشاف المضخة.
يمكن للعديد من أنواع الليزرات القابلة للضبط توليد نبضات قابلة للضبط بترددات مستمرة (CW)، أو نانوثانية، أو بيكو ثانية، أو فمتوثانية. تُحدد خصائص خرجها بواسطة وسيط كسب الليزر المستخدم. من المتطلبات الأساسية لليزرات القابلة للضبط إمكانية إصدار أشعة الليزر عبر نطاق واسع من الأطوال الموجية. يمكن استخدام مكونات بصرية خاصة لاختيار أطوال موجية أو نطاقات موجية محددة من نطاقات انبعاث الليزر.الليزر القابل للضبطسنقدم لك هنا العديد من الليزرات القابلة للضبط الشائعة
ليزر موجة ثابتة CW قابل للضبط
مفهوميا،ليزر CW قابل للضبطهو أبسط تصميم ليزر. يتضمن هذا الليزر مرآة عالية الانعكاس، ووسط كسب، ومرآة اقتران خرج (انظر الشكل 1)، ويمكنه توفير خرج مستمر باستخدام وسائط كسب ليزر متنوعة. لتحقيق قابلية الضبط، يجب اختيار وسط كسب يغطي نطاق الطول الموجي المستهدف.
2. ليزر حلقي CW قابل للضبط
لطالما استُخدمت ليزرات الحلقة لتحقيق خرج موجة مستمرة قابل للضبط من خلال وضع طولي واحد، بعرض نطاق طيفي في نطاق الكيلوهرتز. وعلى غرار ليزرات الموجة الموقوفة، يمكن لليزرات الحلقة القابلة للضبط أيضًا استخدام الأصباغ والياقوت التيتانيوم كوسيط كسب. توفر الأصباغ عرض خط ضيق للغاية يقل عن 100 كيلوهرتز، بينما يوفر الياقوت التيتانيوم عرض خط أقل من 30 كيلوهرتز. يتراوح نطاق ضبط ليزر الصبغة بين 550 و760 نانومتر، بينما يتراوح نطاق ضبط ليزر الياقوت التيتانيوم بين 680 و1035 نانومتر. ويمكن مضاعفة ترددات كلا النوعين من الليزر إلى نطاق الأشعة فوق البنفسجية.
3. ليزر شبه مستمر مقفل بالوضع
في العديد من التطبيقات، يُعدّ التحديد الدقيق لخصائص زمن خرج الليزر أكثر أهمية من التحديد الدقيق للطاقة. في الواقع، يتطلب الحصول على نبضات ضوئية قصيرة تكوين تجويف ذي أوضاع طولية متعددة تتجاوب في وقت واحد. عندما تكون لهذه الأوضاع الطولية الدورية علاقة طور ثابتة داخل تجويف الليزر، يُصبح الليزر مُقفلاً بالوضع. سيُمكّن هذا نبضة واحدة من التذبذب داخل التجويف، مع تحديد فترتها بطول تجويف الليزر. يمكن تحقيق قفل الوضع النشط باستخداممعدِّل صوتي بصري(AOM)، أو قفل الوضع السلبي يمكن تحقيقه من خلال عدسة كير.
4. ليزر الإيتربيوم فائق السرعة
على الرغم من أن ليزرات التيتانيوم والياقوت تتمتع بمزايا عملية واسعة، إلا أن بعض تجارب التصوير البيولوجي تتطلب أطوالًا موجية أطول. تُثار عملية امتصاص فوتونين نموذجية بواسطة فوتونات بطول موجي 900 نانومتر. ولأن الأطوال الموجية الأطول تعني تشتتًا أقل، فإن أطوال موجات الإثارة الأطول تُحسّن فعالية التجارب البيولوجية التي تتطلب عمق تصوير أعمق.
تُستخدم الليزرات القابلة للضبط حاليًا في العديد من المجالات المهمة، بدءًا من البحث العلمي الأساسي ووصولًا إلى تصنيع الليزر وعلوم الحياة والصحة. وتتمتع التقنيات المتاحة حاليًا بنطاق واسع جدًا، بدءًا من أنظمة الموجات المستمرة البسيطة القابلة للضبط، والتي يمكن استخدام عرض خطها الضيق في التحليل الطيفي عالي الدقة، والالتقاط الجزيئي والذري، وتجارب البصريات الكمومية، مما يوفر معلومات أساسية للباحثين المعاصرين. يقدم مصنعو الليزر اليوم حلولًا شاملة، حيث يوفرون مخرجات ليزر تمتد لأكثر من 300 نانومتر ضمن نطاق طاقة النانوجول. وتمتد الأنظمة الأكثر تعقيدًا على نطاق طيفي واسع للغاية يتراوح بين 200 و20,000 نانومتر في نطاقي طاقة الميكروجول والمليجول.
وقت النشر: ١٢ أغسطس ٢٠٢٥