اصل و کاربرد لیزر 589nm

لیزر زرد 589 نیوتن متربا طول موج 589 نانومتر می تواند در نوری ، چراغهای لیزر سدیم ، رادارهای لیزر دما و باد ، لیزر رامان ، قطبش هسته ای پویا ، چشم انداز شهری ، تحقیقات علمی و زمینه های نظامی و حوزه های نظامی استفاده شود.

اصول فیزیکی لیزر 589nm

1. رابطه بین خط سدیم D و طول موج 589nm

مبنای فیزیکی اصلی لیزر 589nm انتقال سطح انرژی اتم های سدیم.}} الکترون های بیرونی (3 → 3p) اتم های سدیم هنگام تخریب ، دو خط طیفی مشخصه تولید می کنند ، یعنی خطوط س سدیم:

خط D₁: 589.6nm (3p¹p₁/₂ → 3S¹S₁/₂)

خط D₂: 589.0nm (3p¹p₃/₂ → 3S¹S₁/₂)

از آنجا که این دو خط طیفی بسیار نزدیک هستند (فقط اختلاف 6 نانومتر 0.) ، معمولاً از آنها به صورت جمعی به عنوان 589NM Light Yellow Light . ویژگی های رزونانس این طول موج با اتم های سدیم استفاده می شود ، آن را انتخاب ایده آل برای کاربردهایی مانند ستاره های لیزر (LGS) و آزمایش های اداری سرد می کند.

2. شرایط اساسی برای تولید لیزر

برای تولید لیزر پایدار 589nm ، باید سه عنصر لیزر برآورده شود:

انتشار تحریک شده: اتم های سدیم یا الکترون در رسانه های افزایش (مانند ND: YAG) ساخته شده اند تا از طریق پمپاژ خارجی (مانند نور یا جریان) به سطح انرژی بالا پرش کنند.

وارونگی ذرات: تعداد ذرات سطح با انرژی بالا از تعداد سطح کم انرژی در محیط لیزر (مانند کریستال یا رنگ نئودیمیوم دوپ) بیشتر است تا نور یک طول موج خاص را تقویت کند {3 {3}

حفره رزونانس: یک سیستم بازخورد نوری متشکل از بازتابنده ها (مانند لیزر DPSS یا لیزر رنگ) که نشان می دهد و حالت های نزدیک 589nm {{1} را نشان می دهد

3. فناوری تبدیل فرکانس (روش نوری غیرخطی)

از آنجا که تولید مستقیم لیزر 589nm دشوار است ، معمولاً از فناوری تبدیل فرکانس غیرخطی استفاده می شود:

ND: لیزر YAG 1064 نانومتر نور فرکانس بنیادی .

دو برابر شدن فرکانس (SHG): از طریق کریستال های غیرخطی به 532 نانومتر (هارمونیک دوم) تبدیل شد (مانند LBO) {1}

Raman Shift: از Raman Media (مانند هیدروژن پر فشار یا کریستال های جامد) استفاده کنید تا فرکانس نور 532 نانومتر را به 589nm. تغییر دهید

تحقق فنی لیزر 589nm

در حال حاضر ، لیزر 589 نیوتن متر عمدتاً توسط سه راه حل فنی زیر تحقق می یابد ، هر کدام دارای مزایا و مضرات خاص خود هستند:

(1) لیزر حالت جامد (ND: YAG + تبدیل فرکانس غیرخطی)

اصل:
اول ، لیزر ND: YAG 1064 نانومتر نور فرکانس اساسی .

از طریق کریستال دو برابر فرکانس (مانند LBO ، BBO).}}}}}}}}}}

سپس از تغییر فرکانس رامان (مانند سلول هیدروژن فشار قوی یا کریستال رامان حالت جامد) استفاده کنید تا 532 نانومتر به 589nm. تبدیل شود

مزایای:

قدرت بالا (حداکثر ده ها وات) ، پایداری خوب ، مناسب برای برنامه های با قدرت بالا مانند ستارگان راهنمای سدیم {{1}

این فناوری بالغ و به طور گسترده در رصدخانه ها (مانند تلسکوپ های Keck و VLT) . استفاده می شود

مضرات:

سیستم پیچیده است و به کنترل دقیق دما و تراز نوری . نیاز دارد

راندمان تغییر فرکانس رامان کم است (معمولاً<50%) and the energy loss is large.

(2) لیزر رنگ (قابل تنظیم تا 589nm)

اصل:

از رنگ آلی (مانند رودامین 6G) به عنوان متوسط استفاده کنید و از طریق تنظیم توری . خروجی 589 نانومتر

مزایای:

طول موج به طور مداوم قابل تنظیم است ، مناسب برای تحقیقات طیفی آزمایشگاهی .

می تواند با خط سدیم D به طور دقیق مطابقت داشته باشد (589. 0/589.6nm).

مضرات:

این رنگ آسان برای تخریب است و باید به طور مرتب جایگزین شود ، و هزینه نگهداری آن بالا است {{0}

قدرت خروجی کم است (معمولاً<1W), and the stability is greatly affected by the pump source.

(3) لیزر نیمه هادی (انتشار مستقیم یا بازخورد حفره خارجی)

اصل:

از تراشه های افزایش نیمه هادی طراحی شده (مانند GainP/Algainp) همراه با Volume Bragg Grating (VBG) استفاده کنید تا طول موج 589nm {{1} را قفل کنید

مزایای:

اندازه کوچک ، راندمان بالا ، مناسب برای برنامه های قابل حمل (مانند تجهیزات پزشکی) {{0}

هیچ تبدیل فرکانس پیچیده لازم نیست ، و مصرف برق کم است {{0}

مضرات:

طول موج به راحتی تحت تأثیر دما قرار می گیرد و به تثبیت فرکانس فعال نیاز دارد (مانند فناوری طیف سنجی جذب اشباع) {{0}

قدرت یک لوله واحد محدود است (معمولاً<500mW), and high power requires multiple tubes to be combined.

زمینه های کاربرد لیزر 589nm

1. اپتیک تطبیقی و مشاهده نجومی

(1) ستاره راهنمای سدیم (LGS)

اصل:

لیزر 589nm لایه اتمی سدیم (جو میانی)90-100 km بالاتر از سطح زمین برای تولید ستاره های راهنمای مصنوعی .

عملکرد:

تصحیح موج در زمان واقعی برای تلسکوپ های بزرگ زمینی (مانند Keck و VLT) برای جبران تأثیر تلاطم جوی {{2}

وضوح مشاهده را به طور قابل توجهی بهبود بخشید (نزدیک به حد پراش) .

مزایای:

در مقایسه با ستاره های راهنمای طبیعی ، ستاره های راهنمای سدیم می توانند در صورت تقاضا تولید شوند و دارای موقعیت های انعطاف پذیر .

قابل استفاده در مناطق مشاهده بدون ستاره های روشن (مانند مناطق تاریک راه شیری) {{0}

(2) برنامه های گسترده

چند لیزر راهنمای سیستم ستاره: چند لیزر 589nm با هم کار می کنند تا زمینه بزرگتر از نمایش اعوجاج .

ردیابی بقایای فضا: لایه سدیم پایانی لیزر در نظارت بر زباله ها در مدار زمین کم .

2. برنامه های زیست پزشکی

(1) درمان فوتودینامیکی (PDT)

اصل:
589nm می تواند به صورت انتخابی توسط مولکول های بیولوژیکی مانند هموگلوبین جذب شود و برای درمان هدفمند بیماری های عروقی. استفاده می شود

مورد:

لکه های شراب بندر: لیزر به اپیدرم نفوذ می کند و توسط هموگلوبین جذب می شود و رگ های خونی غیر طبیعی را از بین می برد {{0}

تخریب ماکولا: درمان کمکی بیماریهای شبکیه .

(2) تصویربرداری فلورسانس

برچسب زدن یون سدیم:

589nm پروب های فلورسنت یونی سدیم را برای مطالعه دینامیک یون سدیم سلولی (مانند فعالیت الکتریکی عصبی) تحریک می کند.

مزایای:

عکسبرداری کم ، مناسب برای مشاهده طولانی مدت در داخل بدن {{1}

3. تحقیق و صنعت

(1) فیزیک اتم سرد و تراکم بوز-انیشتین (BEC)

عملکرد:

از لیزر 589nm برای خنک کننده لیزر اتم سدیم (خنک کننده داپلر) برای دستیابی به دمای فوق العاده کم سطح μK . استفاده می شود

این یک گام کلیدی در تهیه BEC (ماده کوانتومی ماده) است {{0}

موارد:

آزمایشگاه هایی مانند MIT و هاروارد از لیزر 589nm برای مطالعه فوق العاده و شبیه سازی کوانتومی. استفاده می کنند

(2) اندازه گیری دقیق

کالیبراسیون طیفی:

به عنوان یک طول موج استاندارد برای کالیبراسیون طیف سنج (مانند طیف سنجهای نجومی) . استفاده می شود

تشخیص موج گرانشی:

کمک در اشکال زدایی مسیر نوری از تداخل سنج ها (مانند LIGO) {{0}

4. برنامه های دیگر

(1) نمایشگر و روشنایی لیزر

تعویض لامپ سدیم:

تک رنگ بالا از لیزرهای 589nm می تواند برای روشنایی رندر رنگ بالا یا طرح ریزی هنری . استفاده شود

سینمای لیزر:

همراه با لیزرهای RGB برای گسترش پوشش Color Gamut .

(2) پردازش صنعتی

پردازش مواد خاص:

پردازش انتخابی برخی از پلیمرها/فیلم ها (مانند تعمیر OLED) .

جدول خلاصه برنامه

روندهای آینده

نجوم: توسعهبا قدرت بالاتر(100W کلاس) لیزرهای ستاره راهنمای سدیم برای 30M تلسکوپ (E . G . ، tmt) .

دارو: ادغام بانانوذراتبرای دقت پیشرفته در درمان هدفمند {{0}

تکنیک کوانتومی: برنامه های کاربردی درساعتهای اتمی سدیمیا حافظه کوانتومی .

پتانسیل بین رشته ای لیزرهای 589 نیوتن متر همچنان در حال گسترش است ، به ویژه درفن آوری های کوانتومیوتسنجش شدید در محیط.

لیزر 589nm ، با استفاده از انتشار سدیم D-Line (589.0/589.6nm) ، ابزاری همه کاره با کاربردهای مهم درنجوم(ستارگان راهنمای سدیم برای اپتیک تطبیقی) ،وابسته به پزشکی(درمان فوتودینامیکی و تصویربرداری سلولی) ،تحقیقات کوانتومی(خنک کننده اتم سرد و مطالعات BEC) ، وصنعت(اندازه گیری دقیق و نمایشگرها) . رزونانس منحصر به فرد خود با اتم های سدیم وظایف با دقت بالا را امکان پذیر می کند ، در حالی که پیشرفت های مداوم با هدف تقویت قدرت ، پایداری و مینیاتوریزاسیون برای تکنولوژی های نسل بعدی مانند تلسکوپ های در مقیاس شدید و کوانتوم {4} indengry indengrate science} indens رشته ها.}

اطلاعات تماس:

اگر ایده ای دارید ، احساس راحتی کنید با ما صحبت کنید {{0} مهم نیست که مشتریان ما در کجا قرار دارند و نیازهای ما چیست ، ما هدف خود را دنبال خواهیم کرد تا به مشتریان خود با کیفیت بالا ، قیمت پایین و بهترین سرویس {1 {1}