Nima uchun lazer kuchi pasayadi?

Lazer quvvatining pasayishi odatiy hodisa bo'lib, odatda turli omillar natijasidir. Bu sabablarni ikkita keng toifaga bo'lish mumkin: muqarrar ichki zaiflashuv va sekinlashtirilishi yoki oldini olinishi mumkin bo'lgan tashqi omillar. Lazer quvvatining pasayishining asosiy sabablari quyidagilar bo'lib, ular birlamchi va ikkilamchi darajalarga bo'linadi:

Lazer yadro komponentlarining qarishi va shikastlanishi (tug'ma zaiflashuvi)

Bu, ayniqsa yuqori quvvatli lazerlar uchun quvvat pasayishining asosiy sababidir.

1. Nasos manbasini susaytirishi (yarimo'tkazgichli lazer LD misolida)

Ish printsipi:LD ko'pgina qattiq holatdagi lazerlar va tolali lazerlarning "dvigatel"idir.

Zaiflashtirish mexanizmi:

Nuqson o'sishi: LD chipidagi panjara nuqsonlari uzoq muddatli elektr va termal stress ostida o'sishda va ko'payishda davom etadi, natijada radiatsiyasiz rekombinatsiya oshadi va elektro-optik konversiya samaradorligi pasayadi.

Bo'shliq yuzasining optik halokatli shikastlanishi:Juda yuqori quvvat zichligi ostida, chiqish bo'shlig'i yuzasining kichik ifloslanishi yoki nuqsonlari lazer nurini yutadi, bu mahalliy isitishga va bo'shliq yuzasining erishiga olib keladi, bu esa qaytarib bo'lmaydigan ko'chki jarayonidir.

Elektrod metallizatsiyasining degradatsiyasi:elektrod va yarimo'tkazgich materiali orasidagi aloqa yuqori haroratda intermetallik diffuziya va oksidlanishga uchraydi, natijada kontakt qarshiligi oshadi va jiddiyroq qiziydi.

Ishlash:Nasos manbaining chegaraviy oqimi asta-sekin oshib boradi va qiyalik samaradorligi pasayadi, natijada chiqish quvvati pasayadi.

2. O'rtacha ishlashning pasayishiga erishish

Qattiq/tolali lazerlar (masalan, YAG, YV04 kristallari, Yb/Er qo'shilgan tola):

Rang markazining shakllanishi:Nasos nurining uzoq muddatli nurlanishi ostida (ayniqsa, ultrabinafsha nurlari)

raviolet komponentlari), kristall yoki shisha tolasi ichida “rang markazlari” (yutilish markazlari) hosil boʻladi. Bu rangli yadrolar nasos nurini va hosil boʻlgan lazer nurini yutadi va uni stimulyatsiya qilingan nurlanish uchun ishlatilmasdan issiqlik energiyasiga aylantiradi.

Termal linzalar effekti va termal stress shikastlanishi:Termal linza effektining o'zi qaytar bo'lsa-da, uzoq muddatli, kuchli harorat aylanishi va termal stress kristalda mikro yoriqlar, sinish ko'rsatkichining doimiy o'zgarishi yoki tolaning qorayishiga olib kelishi mumkin.

Gaz lazeri (masalan, CO2 lazeri):Gaz aralashmasi asta-sekin parchalanadi, elektrod tomonidan adsorblanadi yoki naychaning ichki devor materiali bilan reaksiyaga kirishadi, natijada ishlaydigan gaz nisbati nomutanosibligi va kuchaytirishning pasayishi kuzatiladi.

3. Optik elementning shikastlanishi

Rezonansli bo'shliq linzasi/oynasi:lazer ichidagi to'liq oyna, chiqish oynasi va oyna quvvat eng ko'p to'plangan joylardir.

Filmning shikastlanishi:Yuqori energiyali lazer linzalarni aks ettiruvchi plyonka yoki yuqori anti-plyonka ablasyonu, yorilishi yoki o'chirilishiga olib keladi.

Ifloslanish:Atrof-muhitdagi kichik organik moddalar (masalan, moy bug'i) linza yuzasiga yopishib, lazer ta'sirida karbonlashtirilib, doimiy yutilish nuqtasini hosil qiladi va bu qo'shimcha zararga olib keladi.

Materiallarning yutilishi:Hatto yuqori sifatli optik materiallar ham ma'lum bir to'lqin uzunligida lazer nurini kichik ichki yutishga ega. Uzoq muddatli ta'sirlar material xususiyatlarining sekin o'zgarishiga olib kelishi mumkin.

Tashqi foydalanish shartlari va noto'g'ri ishlash

Bu omillar yuqorida tavsiflangan asosiy komponentlarning qarish jarayonini sezilarli darajada tezlashtirishi mumkin.

1. Issiqlik boshqaruvidagi nosozlik

Sovutish tizimining samaradorligi pasayadi:Sovutish suvining sifati yomonlashadi va suv yo'lining shkalasi va tiqilib qolishiga olib keladi; suv sovutgichining ishdan chiqishi suv haroratining beqaror yoki juda yuqori bo'lishiga olib keladi; ventilyatorning chang cho'kishi issiqlikning yomon tarqalishiga olib keladi.

Oqibatlar:Lazerning ish haroratining oshishi barcha yarimo'tkazgichlar va optik komponentlarning qarish tezligini sezilarli darajada tezlashtiradi. LD uchun, ulanish haroratining har 10°C oshishi bilan (Arrhenius modeliga muvofiq) ishlash muddati ikki baravar kamayishi mumkin.

2. Ish muhiti va ifloslanish

Chang va ifloslantiruvchi moddalar:Havodagi chang, tutun, yog 'va boshqalar lazer nuriga kiradi, bu esa optik sirt va kontaktlarning zanglashiga olib keladi, natijada mahalliy issiqlik yutilishiga, qisqa tutashuvga yoki yoyga olib keladi.

Vibratsiya va zarba:Poydevorning beqaror o'rnatilishi yoki tashqi tebranish optik komponentlarning hizalanishini optimal holatdan chetga chiqishiga, chiqish samaradorligini pasayishiga va og'ir holatlarda mexanik strukturaning bo'shashishiga olib kelishi mumkin.

Namlik:Haddan tashqari namlik linza yuzasida kondensatsiyani keltirib chiqaradi, bu esa lazer nurlanishi ostida plyonkaning osongina yorilishi mumkin. Shu bilan birga, namlik elektron komponentlarni ham zanglashiga olib kelishi mumkin.

3. Noto'g'ri ish tartibi

Tez-tez qattiq almashtirish:Lazerni tez-tez to'liq quvvat bilan yoqish va o'chirish nasos manbai va quvvat tizimiga katta elektr va issiqlik ta'sirini keltirib chiqaradi va uning ishlash muddatini qisqartiradi.

Cheklangan parametrlar ostida uzoq muddatli ishlash:Lazer nominal maksimal quvvatning 90% dan ko'prog'ida yoki hatto ortiqcha yuklamada ishlashini davom ettirsin, bu uning asosiy komponentlarini yuqori stress holatiga keltiradi va qarishni tezlashtiradi.

Mos kelmaydigan yuklar:Ba'zi lazer turlari uchun yuk-aks ettirish mos kelmasligi energiyaning bir qismi bo'shliqqa qaytarilishiga olib kelishi mumkin, bu esa beqarorlikka yoki hatto shikastlanishga olib keladi.

Quvvat va boshqaruv tizimlarining degradatsiyasi

Drayv quvvat manbaining ishlashi yomonlashadi:Quvvat manbaining chiqish oqimi/kuchlanish barqarorligi yomonlashadi va to'lqin kuchayadi, bu esa nasos manbai uchun barqaror va sof haydovchilikni ta'minlay olmaydi, bu uning chiqish ishlashi va ishlash muddatiga ta'sir qiladi.

Boshqaruv sxemasining qarishi:Kondensatorlar, rezistorlar va boshqa komponentlarning parametrlari vaqt va harorat bilan o'zgaradi, bu esa boshqaruv tizimining aniqligini pasaytiradi.

Xulosa va profilaktika choralari

Lazerning quvvat pasayishi - bu butunlay oldini olish mumkin bo'lmagan, ammo samarali boshqarilishi va sekinlashtirilishi mumkin bo'lgan jarayon.

Quvvatning pasayishini maksimal darajada kechiktirish va lazerning barqaror ishlashini ta'minlash uchun quyidagilar tavsiya etiladi:

1. Ajoyib ish muhitini ta'minlang:toza, doimiy harorat, past namlik, tebranish yo'qligini saqlang.

2. Samarali issiqlik boshqaruvini ta'minlang:suv sifati va oqimini ta'minlash uchun sovutish tizimini muntazam ravishda ta'mirlab turing.

3. Standart ish jarayoniga amal qiling:tez-tez almashtirishdan va ekstremal sharoitlarda uzoq muddatli ishlashdan saqlaning.

4. Muntazam profilaktik xizmat ko'rsatishni amalga oshiring:optik komponentlarni muntazam ravishda tekshirib turing, optik yo'lni tozalang va ishlab chiqaruvchining talablariga muvofiq sarf materiallarini (masalan, gaz va filtr elementlari) almashtiring.

5. Barqaror quvvat manbaidan foydalaning:quvvat manbai kuchlanishining barqarorligiga ishonch hosil qiling va kerak bo'lganda kuchlanish stabilizatoridan foydalaning.

Ushbu susayish mexanizmlarini tushunish va tegishli ehtiyot choralarini ko'rish orqali lazerning ishlash muddati sezilarli darajada uzaytirilishi mumkin va chiqish ko'rsatkichlari hayot aylanishi davomida barqarorroq saqlanadi.