Чаро қувваи лазерӣ кам мешавад?

Сустшавии қувваи лазерӣ як падидаи маъмулӣ аст, ки одатан натиҷаи омилҳои гуногун аст. Ин сабабҳоро метавон ба ду категорияи васеъ тақсим кард: сустшавии ногузир ва омилҳои беруна, ки метавонанд суст ё пешгирӣ карда шаванд. Сабабҳои асосии коҳиши қувваи лазерӣ, ки аз аввалия то дуюмдараҷа тартиб дода шудаанд, инҳоянд:

Пиршавӣ ва осеб (сустшавии табиӣ)-и ҷузъҳои аслии лазер

Ин сабаби асосии коҳиши қувва, махсусан барои лазерҳои пуриқтидор аст.

1. Кам кардани манбаи насос (бо мисол лазери нимноқил LD)

Принсипи кор:LD «муҳаррик»-и аксари лазерҳои сахтҳол ва лазерҳои нахӣ мебошад.

Механизми сустшавӣ:

Афзоиши нуқсонҳо: Нуқсонҳои шабакавӣ дар дохили чипи LD дар зери фишори дарозмуддати барқӣ ва гармӣ афзоиш ва афзоиш хоҳанд ёфт, ки боиси афзоиши рекомбинатсияи ғайрирадиатсионистӣ ва коҳиши самаранокии табдили электрооптикӣ мегардад.

Зарари фалокатовари оптикии сатҳи ковокӣ:дар зери зичии хеле баланди қувва, ифлосшавии ночиз ё нуқсонҳои сатҳи ковокии баромад нури лазерро фурӯ мебаранд, ки боиси гармшавии маҳаллӣ ва обшавии сатҳи ковокӣ мегардад, ки раванди бебозгашти тарма мебошад.

Таназзули металлизатсияи электрод:Тамос байни электрод ва маводи нимноқил дар ҳарорати баланд аз диффузияи байниметаллӣ ва оксидшавӣ мегузаранд, ки дар натиҷа муқовимати тамос афзоиш меёбад ва гармии ҷиддитар ба амал меояд.

Иҷро:Ҷараёни остонаи манбаи насос тадриҷан афзоиш меёбад ва самаранокии нишебӣ коҳиш меёбад, ки дар натиҷа қувваи баромад коҳиш меёбад.

2. Ба даст овардани пастравии самаранокии миёна

Лазерҳои сахт/нахӣ (масалан, кристаллҳои YAG, YV04, нахи легиршудаи Yb/Er):

Ташаккули маркази ранг:Дар зери таъсири дарозмуддати нури насос (хусусан улт.)

ҷузъҳои равиолет), «марказҳои ранг» (марказҳои ҷаббида) дар дохили булӯр ё нахи шишагӣ ба вуҷуд меоянд. Ин ядроҳои ранга нури насос ва нури лазерии тавлидшударо фурӯ мебаранд ва онро ба энергияи гармӣ табдил медиҳанд, ба ҷои он ки барои радиатсияи ҳавасмандшуда истифода шаванд.

Таъсири линзаи гармӣ ва осеби стресси гармӣ:Гарчанде ки худи таъсири линзаи гармӣ баръаксшаванда аст, давраи тӯлонии шадиди ҳарорат ва фишори гармӣ метавонад боиси тарқишҳои хурд дар кристалл, тағйироти доимӣ дар нишондиҳандаи шикаст ё торик шудани нах гардад.

Лазери газӣ (масалан, лазери CO2):Омехтаи газ тадриҷан таҷзия мешавад, аз ҷониби электрод адсорбсия мешавад ё бо маводи девори дарунии найча реаксия мекунад, ки боиси номутавозинии таносуби гази корӣ ва коҳиши фоида мегардад.

3. Зарари унсури оптикӣ

Линза/тиреза дар ковокии резонансӣ:оинаи пурра, оинаи баромад ва тирезаи дохили лазер ҷойҳое мебошанд, ки қувва бештар мутамарказ аст.

Зарари плёнка:Лазери баландэнергетикӣ линзаро дар филми зиддиинъикос ё аблятсияи зидди филми баланд, кафидан ё хомӯш мекунад.

Ифлосшавӣ:Моддаҳои хурди органикӣ дар муҳити зист (масалан, буғи равған) ба сатҳи линза часпида, зери таъсири лазер карбонизатсия мешаванд ва нуқтаи ҷабби доимиро ташкил медиҳанд ва боиси зарари бештар мегарданд.

Ҷуброни мавод:Ҳатто маводҳои оптикии баландсифат дар дарозии мавҷи муайян ҷабби ночизи нури лазерро доранд. Таъсири дарозмуддат метавонад ба тағироти сусти хосиятҳои мавод оварда расонад.

Шароити берунаи истифода ва кори нодуруст

Ин омилҳо метавонанд раванди пиршавии ҷузъҳои асосии дар боло тавсифшударо ба таври назаррас суръат бахшанд.

1. Нокомии идоракунии гармӣ

Самаранокии системаи хунуккунӣ коҳиш меёбад:сифати оби хунуккунӣ бад мешавад ва боиси пайдоиши миқёс ва басташавии роҳи об мегардад; аз кор мондани хунуккунаки об боиси ноустувор ё аз ҳад зиёд баланд шудани ҳарорати об мегардад; ҷамъшавии чанги вентилятор боиси паҳншавии сусти гармӣ мегардад.

Оқибатҳо:Афзоиши ҳарорати кори лазер суръати пиршавии ҳамаи нимноқилҳо ва ҷузъҳои оптикиро хеле тезтар мекунад. Барои LD, мӯҳлати истифода метавонад бо ҳар 10°C афзоиши ҳарорати пайванд (мувофиқи модели Аррениус) ду баробар кам карда шавад.

2. Муҳити корӣ ва ифлосшавӣ

Чанг ва ифлоскунандаҳо:Чанг, дуд, равған ва ғайра дар ҳаво ба лазер ворид мешаванд, ки сатҳи оптикӣ ва занҷирро ифлос мекунад ва боиси ҷабби гармии маҳаллӣ, кӯтоҳпайвастагӣ ё камон мегардад.

Ларзиш ва зарба:Насби ноустувори таҳкурсӣ ё ларзиши беруна боиси дур шудани ҳамоҳангии ҷузъҳои оптикӣ аз ҳолати оптималӣ мегардад, самаранокии баромадро коҳиш медиҳад ва дар ҳолатҳои вазнин метавонад боиси суст шудани сохтори механикӣ гардад.

Намӣ:Намӣ аз ҳад зиёд боиси конденсатсия дар сатҳи линза мегардад, ки метавонад ба осонӣ боиси кафидан ва шикастани плёнка дар зери нури лазер гардад. Дар айни замон, намӣ инчунин метавонад ҷузъҳои электрониро занг занад.

3. Реҷаи нодурусти кор

Ивазкунии зуд-зуд:Фаъол ва хомӯш кардани пурраи лазер ба манбаи насос ва системаи барқ ​​таъсири бузурги барқӣ ва гармӣ мерасонад ва мӯҳлати кори онро кӯтоҳ мекунад.

Фаъолияти дарозмуддат дар зери параметрҳои маҳдуд:Бигзор лазер бо зиёда аз 90% қувваи максималии номиналӣ ё ҳатто аз ҳад зиёд кор кунад, ки ин ҷузъҳои асосии онро дар ҳолати стресси баланд қарор медиҳад ва пиршавиро суръат мебахшад.

Борҳои номувофиқ:Барои баъзе намудҳои лазерҳо, номувофиқатии инъикоси бор метавонад боиси инъикоси қисме аз энергия ба ковокӣ гардад, ки боиси ноустуворӣ ё ҳатто осеб мегардад.

Деградатсияи системаҳои қудрат ва идоракунӣ

Самаранокии таъминоти барқи гардонанда паст мешавад:Устувории ҷараёни баромад/шиддати манбаи барқ ​​бадтар мешавад ва мавҷҳо меафзояд, ки наметавонад барои манбаи насос гардонандаи устувор ва холисро таъмин кунад ва ба кори баромад ва мӯҳлати кори он таъсир расонад.

Пиршавии схемаи идоракунӣ:Параметрҳои конденсаторҳо, резисторҳо ва дигар ҷузъҳо бо мурури замон ва ҳарорат тағйир меёбанд, ки боиси паст шудани дақиқии системаи идоракунӣ мегардад.

Хулоса ва чораҳои пешгирикунанда

Пастшавии қувваи лазер равандест, ки аз он комилан пешгирӣ кардан мумкин нест, аммо онро самаранок идора ва суст кардан мумкин аст.

Барои ба ҳадди аксар расонидани коҳиши қувваи барқ ​​ва нигоҳ доштани кори устувори лазер, тавсия дода мешавад, ки:

1. Муҳити кории аълоро фароҳам оваред:тоза нигоҳ доред, ҳарорати доимӣ, намӣ паст, ларзиш нест.

2. Идоракунии самараноки гармиро таъмин намоед:мунтазам нигоҳдории системаи хунуккунӣ барои таъмини сифат ва ҷараёни об.

3. Раванди стандартии амалиётро риоя кунед:аз ивазкунии зуд-зуд ва кори дарозмуддат дар шароити шадид худдорӣ кунед.

4. Нигоҳубини мунтазами пешгирикунандаро анҷом диҳед:ҷузъҳои оптикиро мунтазам тафтиш кунед, роҳи оптикиро тоза кунед ва масолеҳи истеъмолиро (ба монанди элементҳои газ ва филтр) мувофиқи талаботи истеҳсолкунанда иваз кунед.

5. Манбаи барқи устуворро истифода баред:боварӣ ҳосил кунед, ки шиддати манбаи барқ ​​​​муътадил аст ва дар ҳолати зарурӣ аз стабилизатори шиддат истифода баред.

Бо дарки ин механизмҳои сустшавӣ ва андешидани чораҳои эҳтиётӣ, мӯҳлати кори лазерро ба таври назаррас дароз кардан мумкин аст ва самаранокии баромад дар тӯли давраи ҳаёт устувортар аст.