589nm laseri põhimõte ja rakendamine

589nm kollased laseridKui lainepikkusega on 589 nm, saab kasutada optogeneetika, naatriumlasermajade, temperatuuri- ja tuulelaserradarite, laserramani, dünaamilise tuumapolarisatsiooni, linnamaastiku, teaduslike uuringute ning riigikaitse ja sõjaliste põldude {1 {1 1} saamine kõrge efektiivsusega, kõrge suutäie ja kõrge BEAM-iga. Kõrgete suuride korral on kõrged efektiivsed, kõrged. rakendused

589nm laseri füüsilised põhimõtted

1. seos naatrium D rea ja 589nm lainepikkuse vahel

589nm laseri põhifüüsiline alus on naatriumi aatomite energiataseme üleminek .. Naatriumi aatomite välimine elektronid (3S → 3P) annavad kaks iseloomulikku spektraaljooni, nimelt naatrium D jooned:

D₁ rida: 589,6nm (3p¹p₁/₂ → 3S¹s₁/₂)

D₂ rida: 589,0nm (3p¹p₃/₂ → 3S¹s₁/₂)

Kuna need kaks spektriliini on väga lähedased (ainult 0 . 6nm erinevus), nimetatakse neid tavaliselt 589nm naatriumkollase tulega . selle lainepikkuse resonantsiomadused naatriumi aatomitega ideaalseks valikuks rakenduste jaoks, näiteks Lser -Stars (LGS) ja Cold Extimence.

2. laser genereerimise põhitingimused

Stabiilse 589nm laseri genereerimiseks tuleb täita kolm laseri elementi:

Stimuleeritud emissioon: Naatriumi aatomid või elektronid võimenduskeskkonnas (näiteks ND: YAG) on valmistatud, et välise pumpamise (näiteks valgus või vool) . kaudu hüppada kõrge energiatasemele .

Osakeste inversioon: kõrge energiatarbega osakeste arv on suurem kui laserkeskkonnas (näiteks neodüüm-legeeritud kristall või värvaine) madala energiatarbega taseme arv, et amplifitseerida konkreetse lainepikkuse valgust .

Resonantõõnsus: optiline tagasiside süsteem, mis koosneb reflektoritest (näiteks DPSS -laser või värvainelaser), mis ekraanil on ja täiustab režiime 589nm . lähedal

3. sageduse muundamise tehnoloogia (mittelineaarne optiline meetod)

Kuna 589nm laserit on keeruline otse genereerida, kasutatakse tavaliselt mittelineaarset sageduse muundamise tehnoloogiat:

ND: YAG -laser kiirgab 1064nm põhisagedusvalgust .

Sageduse kahekordistamine (SHG): teisendatud 532nm (teine harmooniline) mittelineaarsete kristallide kaudu (näiteks LBO) .

Ramani nihe: kasutage Ramani meediumi (näiteks kõrgsurve vesiniku või tahkeid kristalle), et nihutada 532nm valgusagedus 589nm .

589nm laseri tehniline realiseerimine

Praegu realiseerub 589nm laser peamiselt kolme järgmise tehnilise lahenduse abil, millel kõigil on oma plussid ja puudused:

(1) tahkislaser (ND: YAG + mittelineaarne sageduse muundamine)

Põhimõte:
Esiteks genereerib ND: YAG laser 1064nm põhisagedusvalgust .

See teisendatakse sageduse kahekordistumise (näiteks lbo, bbo) . kaudu 532nm roheliseks tuleks

Seejärel kasutage 532nm 589nm . teisendamiseks Ramani sageduse nihet (näiteks kõrgsurve vesinikurakk või tahke oleku Ramani kristall)

Eelised:

Suur võimsus (kuni kümnete vattideni), hea stabiilsus, sobib suure võimsusega rakenduste jaoks, näiteks naatriumjuhi tähed .

Tehnoloogia on küps ja kasutatakse laialdaselt observatooriumides (näiteks Keck ja VLT teleskoobid) .

Puudused:

Süsteem on keeruline ja nõuab täpset temperatuurikontrolli ja optilist joondamist .

Ramani sageduse nihke efektiivsus on madal (tavaliselt<50%) and the energy loss is large.

(2) värvainelaser (häälestatav kuni 589nm)

Põhimõte:

Kasutage orgaanilist värvainet (näiteks rodamiin 6G) võimenduse söötmena ja väljund 589nm läbi ristihäälemise .

Eelised:

Lainepikkus on pidevalt reguleeritav, mis sobib laboratoorsete spektriuuringute jaoks .

Oskab täpselt sobitada naatrium D -rida (589 . 0/589,6nm).

Puudused:

Värvaine on lihtne lagundada ja see tuleb regulaarselt välja vahetada ning hoolduskulud on kõrge .

Väljundvõimsus on madal (tavaliselt<1W), and the stability is greatly affected by the pump source.

(3) pooljuhtide laser (otsene emissioon või väline õõnsuse tagasiside)

Põhimõte:

Kasutage spetsiaalselt kujundatud pooljuhtide võimendusi (näiteks GAINP/ALGAINP) koos mahuga Bragg -restiga (VBG), et lukustada lainepikkus 589nm .

Eelised:

Väikesuurus, kõrge efektiivsus, sobib kaasaskantavateks rakendusteks (näiteks meditsiiniseadmed) .

Komplekssageduse muundamine pole vaja ja energiatarve on madal .

Puudused:

Lainepikkust mõjutab temperatuur hõlpsasti ja see nõuab aktiivse sageduse stabiliseerimist (näiteks küllastumise neeldumisspektroskoopia tehnoloogia) .

Ühe toru võimsus on piiratud (tavaliselt<500mW), and high power requires multiple tubes to be combined.

589nm laseriga rakendusväljad

1. adaptiivne optika ja astronoomiline vaatlus

(1) Naatriumjuht Star (LGS)

Põhimõte:

589nm laser erutab naatriumi aatomi kihi (keskmine atmosfäär) 90-100 km Maa pinna kohal, et saada kunstlikke juhenditähti .

Funktsioon:

Pakkuge atmosfääri turbulentsi . mõju korvamiseks suurte maapealsete teleskoopide (näiteks Keck ja VLT) reaalajas lainefrondi korrigeerimine

Parandage oluliselt vaatluse eraldusvõimet (difraktsiooni piiri lähedal) .

Eelised:

Võrreldes looduslike juhte tähtedega, saab naatriumjuhi tähed tekitada nõudmisel ja neil on paindlikud positsioonid .

Rakendatav vaatlusaladel, millel pole eredaid tähti (näiteks Linnutee tumedad alad) .

(2) Laiendatud rakendused

Mitme-laserjuhend Star System: Mitu 589nm laserit töötab koos suurema vaatevälja moonutamise parandamiseks .

Kosmosejäätmete jälgimine: naatriumkiht peegeldunud laseriga abistab prügi vähese maa orbiidil .

2. biomeditsiinilised rakendused

(1) Fotodünaamiline teraapia (PDT)

Põhimõte:
589nm saab selektiivselt imenduda bioloogiliste molekulide, näiteks hemoglobiiniga, ja seda kasutatakse veresoonte haiguste suunamiseks .

Juhtum:

Pordi veiniplekid: laser tungib epidermisse ja imendub hemoglobiin, hävitades ebanormaalsed veresooned .

Makulaarne degeneratsioon: võrkkesta haiguste lisaravi .

(2) fluorestsentsi kuvamine

Naatriumiioonide märgistamine:

589nm erutab naatriumioonide fluorestsentsondid, et uurida raku naatriumioonide dünaamikat (näiteks neuronaalne elektriline aktiivsus) .

Eelised:

Madal fototoksilisus, mis sobib pikaajaliseks vaatluseks in vivo .

3. uurimistöö ja tööstus

(1) Külma aatomifüüsika ja Bose-Einsteini kondensatsioon (BEC)

Funktsioon:

589nm laserit kasutatakse naatriumaatomi laseriga jahutamiseks (Doppleri jahutus), et saavutada μK taseme . ülikergete temperatuurid

See on BEC (Quantumi oleku) . ettevalmistamise võtmesamm

Juhtumid:

Sellised laborid nagu MIT ja Harvard kasutavad 589nm lasereid superfluedi ja kvantsimulatsiooni uurimiseks .

(2) täpsuse mõõtmine

Spektri kalibreerimine:

Kasutatakse standardse lainepikkusena spektromeetrite (näiteks astronoomiliste spektromeetrite) .

Gravitatsioonilaine tuvastamine:

Abistab interferomeetrite (näiteks ligo) . optilise tee silumisel

4. muud rakendused

(1) Laser -kuva ja valgustus

Naatriumlampi asendamine:

589nm laserite kõrge monokromaatilisust saab kasutada kõrge värvi renderdamiseks või kunstiprojektsioonis .

Laserkino:

Kombineeritud RGB -laseritega, et laiendada värviga katte katvust .

(2) Tööstuslik töötlemine

Spetsiaalne materjali töötlemine:

Teatud polümeeride/kilede (näiteks OLED Repair) . valikuline töötlemine

Rakenduse kokkuvõtlik tabel

Tulevased suundumused

Astronoomia:kõrgem võim(100W-klassi) Naatriumjuhend Star laserid 30M teleskoopi jaoks (e . g ., tmt) .

Ravim: IntegreeriminenanoprobidTäiustatud täpsuse jaoks suunatud teraapias .

Kvanttehnika: Rakendused aastalnaatriumi aatomkelladvõi kvantmälu .

589 nm laseri interdistsiplinaarne potentsiaal laieneb jätkuvalt, eriti aastalkvanttehnoloogiadjaäärmuslik keskkond.

589nm laser, võimendav naatrium D-line emissioon (589,0/589,6nm) on mitmekülgne tööriist kriitiliste rakendustegaastronoomia(naatriumjuhi tähed adaptiivseks optikaks),biomeditsiin(Fotodünaamiline teraapia ja rakukujutis),kvant -uuringud(külm aatomi jahutamine ja BEC uuringud) jatööstus(Precision Metrology ja ekraanid) . selle ainulaadne resonants naatriumitaatomitega võimaldab ülitäpseid ülesandeid, samas kui käimasolevate edusammude eesmärk on suurendada jõudu, stabiilsust ja miniaturiseerimist järgmise põlvkonna tehnoloogiate jaoks, nagu ekstreemskaalad, nagu ekstreemskaalad, ja kvant arvutus {4. see vAveral Bridges. distsipliinid .

Kontaktteave:

Kui teil on ideid, rääkige meiega julgelt ., hoolimata sellest, kus meie kliendid asuvad ja millised on meie nõuded, järgime oma eesmärki pakkuda klientidele kõrge kvaliteediga, madalaid hindu ja parimat teenust .