Bơm quang học trong laser là gì?

Các loại laser kích thích quang học

1. Laser trạng thái rắn với chất cách điện pha tạp

· Tổng quan:Các loại laser này sử dụng môi trường nền cách điện và dựa vào quá trình bơm quang học để kích hoạt các ion hoạt tính laser. Một ví dụ phổ biến là neodymium trong laser YAG.

·Nghiên cứu gần đây:Một nghiên cứu của A. Antipov và cộng sự thảo luận về laser bán dẫn cận hồng ngoại dùng cho bơm quang trao đổi spin. Nghiên cứu này nhấn mạnh những tiến bộ trong công nghệ laser bán dẫn, đặc biệt là trong phổ cận hồng ngoại, vốn rất quan trọng đối với các ứng dụng như hình ảnh y tế và viễn thông.

Đọc thêm:Laser bán dẫn cận hồng ngoại dùng cho bơm quang trao đổi spin

2. Laser bán dẫn

·Thông tin chung: Thông thường được kích thích bằng điện, laser bán dẫn cũng có thể được hưởng lợi từ việc kích thích quang học, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu độ sáng cao, chẳng hạn như laser phát xạ bề mặt khoang ngoài thẳng đứng (VECSEL).

·Những phát triển gần đây: Công trình nghiên cứu của U. Keller về lược tần quang học từ các laser bán dẫn và trạng thái rắn siêu nhanh cung cấp những hiểu biết sâu sắc về việc tạo ra lược tần ổn định từ các laser bán dẫn và trạng thái rắn được bơm bằng diode. Bước tiến này có ý nghĩa quan trọng đối với các ứng dụng trong đo lường tần số quang học.

Đọc thêm:Dải tần số quang học từ laser bán dẫn và laser trạng thái rắn siêu nhanh

3. Laser khí

·Bơm quang học trong laser khí: Một số loại laser khí, như laser hơi kiềm, sử dụng bơm quang học. Những laser này thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu nguồn sáng kết hợp với các đặc tính cụ thể.

Nguồn bơm quang học

Đèn phóng điệnThường được sử dụng trong các laser bơm bằng đèn, đèn phóng điện được dùng vì công suất cao và phổ rộng. YA Mandryko và cộng sự đã phát triển một mô hình công suất tạo ra phóng điện hồ quang xung trong môi trường hoạt tính bơm quang học đèn xenon của laser trạng thái rắn. Mô hình này giúp tối ưu hóa hiệu suất của đèn bơm xung, yếu tố quan trọng cho hoạt động hiệu quả của laser.

Điốt laser:Được sử dụng trong các laser bơm bằng diode, diode laser mang lại những ưu điểm như hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn và khả năng điều chỉnh chính xác.

Đọc thêm:Điốt laser là gì?

Đèn flashĐèn flash là nguồn sáng cường độ cao, phổ rộng, thường được sử dụng để kích thích các laser trạng thái rắn, chẳng hạn như laser ruby ​​hoặc Nd:YAG. Chúng cung cấp một xung ánh sáng cường độ cao để kích thích môi trường laser.

Đèn hồ quangTương tự như đèn flash nhưng được thiết kế để hoạt động liên tục, đèn hồ quang cung cấp nguồn ánh sáng mạnh ổn định. Chúng được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu hoạt động laser sóng liên tục (CW).

Đèn LED (Điốt phát quang)Mặc dù không phổ biến như điốt laser, đèn LED có thể được sử dụng để bơm quang học trong một số ứng dụng công suất thấp. Chúng có ưu điểm là tuổi thọ cao, chi phí thấp và có nhiều bước sóng khác nhau.

Ánh sáng mặt trờiTrong một số thiết lập thí nghiệm, ánh sáng mặt trời tập trung đã được sử dụng làm nguồn bơm cho laser kích thích bằng năng lượng mặt trời. Phương pháp này khai thác năng lượng mặt trời, biến nó thành một nguồn năng lượng tái tạo và tiết kiệm chi phí, mặc dù khả năng kiểm soát và cường độ của nó thấp hơn so với các nguồn sáng nhân tạo.

Điốt laser ghép sợi quangĐây là các điốt laser được ghép nối với sợi quang, giúp truyền ánh sáng bơm đến môi trường laser hiệu quả hơn. Phương pháp này đặc biệt hữu ích trong các laser sợi quang và trong những trường hợp cần truyền ánh sáng bơm chính xác.

Các loại laser khácĐôi khi, một laser được sử dụng để kích thích một laser khác. Ví dụ, một laser Nd:YAG tần số gấp đôi có thể được sử dụng để kích thích một laser nhuộm. Phương pháp này thường được sử dụng khi cần các bước sóng cụ thể cho quá trình kích thích mà khó có thể đạt được với các nguồn sáng thông thường.