펌핑 메커니즘: 레이저의 원동력

인구 역전을 달성하기 위한 다양한 접근 방식

펌핑 메커니즘의 선택은 레이저 설계에서 중추적인 역할을 하며 효율성부터 출력 파장까지 모든 것에 영향을 미칩니다. 플래시램프나 기타 레이저와 같은 외부 광원을 사용하는 광학 펌핑은 고체 레이저와 염료 레이저에서 일반적입니다. 일반적으로 가스 레이저에는 방전 방법이 사용되는 반면, 반도체 레이저에는 전자 주입 방법이 사용되는 경우가 많습니다. 특히 다이오드 펌프 고체 레이저에서 이러한 펌핑 메커니즘의 효율성은 최근 연구의 중요한 초점이 되어 더 높은 효율성과 소형성을 제공합니다.3].

펌핑 효율성에 대한 기술적 고려 사항

펌핑 공정의 효율성은 레이저 설계의 중요한 측면으로, 전반적인 성능과 응용 분야 적합성에 영향을 미칩니다. 고체 레이저에서 펌프 소스로 플래시램프와 레이저 다이오드 중에서 선택하는 것은 시스템의 효율성, 열 부하 및 빔 품질에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 고출력, 고효율 레이저 다이오드의 개발은 DPSS 레이저 시스템에 혁명을 일으켜 보다 작고 효율적인 설계를 가능하게 했습니다.4].

광학 공동: 레이저 빔 엔지니어링

캐비티 설계: 물리학과 공학의 균형을 이루는 행위

광학 공동 또는 공진기는 단순한 수동 구성 요소가 아니라 레이저 빔 형성에 적극적으로 참여하는 요소입니다. 거울의 곡률과 정렬을 포함한 공동의 설계는 레이저의 안정성, 모드 구조 및 출력을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 캐비티는 손실을 최소화하면서 광학 이득을 향상시키도록 설계되어야 합니다. 이는 광학 엔지니어링과 파동 광학을 결합한 과제입니다.5.

진동 조건 및 모드 선택

레이저 진동이 발생하려면 매질이 제공하는 이득이 캐비티 내 손실을 초과해야 합니다. 응집성 파동 중첩에 대한 요구 사항과 결합된 이 조건은 특정 세로 모드만 지원됨을 나타냅니다. 모드 간격과 전체 모드 구조는 공동의 물리적 길이와 이득 매질의 굴절률에 의해 영향을 받습니다.6].

결론

레이저 시스템의 설계 및 작동에는 광범위한 물리학 및 공학 원리가 포함됩니다. 이득 매질을 관리하는 양자 역학부터 광 공동의 복잡한 엔지니어링에 이르기까지 레이저 시스템의 각 구성 요소는 전체 기능에서 중요한 역할을 합니다. 이 기사에서는 레이저 기술의 복잡한 세계를 엿볼 수 있으며, 해당 분야의 교수 및 광학 엔지니어의 고급 이해가 반영된 통찰력을 제공합니다.