“cryogenic laser” ဆိုတာဘာလဲ။ တကယ်တော့၊ ဒါဟာလေဆာgain medium မှာ အပူချိန်နိမ့် လည်ပတ်မှု လိုအပ်ပါတယ်။
အပူချိန်နိမ့်တွင် လည်ပတ်နေသော လေဆာများ၏ အယူအဆသည် အသစ်အဆန်းမဟုတ်ပါ- သမိုင်းတွင် ဒုတိယမြောက် လေဆာသည် cryogenic ဖြစ်သည်။ အစပိုင်းတွင်၊ အခန်းအပူချိန်တွင် လည်ပတ်ရန် ခက်ခဲခဲ့ပြီး အပူချိန်နိမ့်လုပ်ငန်းအတွက် စိတ်အားထက်သန်မှုသည် ၁၉၉၀ ပြည့်လွန်နှစ်များတွင် ပါဝါမြင့်လေဆာများနှင့် အသံချဲ့စက်များ တီထွင်မှုနှင့်အတူ စတင်ခဲ့သည်။
မြင့်မားသောစွမ်းအားတွင်လေဆာရင်းမြစ်များ၊ depolarization ဆုံးရှုံးမှု၊ thermal lens သို့မဟုတ် laser crystal bending ကဲ့သို့သော thermal effect များသည် စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေနိုင်သည်အလင်းရင်းမြစ်အပူချိန်နိမ့်အအေးပေးခြင်းဖြင့် အန္တရာယ်ရှိသော အပူသက်ရောက်မှုများစွာကို ထိရောက်စွာ နှိမ်နင်းနိုင်သည်၊ ဆိုလိုသည်မှာ gain medium ကို 77K သို့မဟုတ် 4K အထိပင် အအေးပေးရန် လိုအပ်သည်။ အအေးပေးသည့်အကျိုးသက်ရောက်မှုတွင် အဓိကအားဖြင့် အောက်ပါတို့ပါဝင်သည်-
အဓိကအားဖြင့် ကြိုး၏ ပျမ်းမျှလွတ်လပ်သောလမ်းကြောင်း တိုးလာခြင်းကြောင့် gain medium ၏ ထူးခြားသော conductivity ကို သိသိသာသာ တားဆီးထားသည်။ ရလဒ်အနေဖြင့် အပူချိန် gradient သိသိသာသာ ကျဆင်းသွားသည်။ ဥပမာအားဖြင့် အပူချိန် 300K မှ 77K သို့ လျှော့ချသောအခါ YAG crystal ၏ thermal conductivity သည် ခုနစ်ဆတိုးလာသည်။
အပူပျံ့နှံ့မှုကိန်းလည်း သိသိသာသာ လျော့ကျသွားသည်။ ၎င်းနှင့်အတူ အပူချိန်ပြောင်းလဲမှု လျော့ကျသွားခြင်းသည် အပူမှန်ဘီလူးအကျိုးသက်ရောက်မှုကို လျော့နည်းစေပြီး ဖိအားပြိုကွဲမှုဖြစ်နိုင်ခြေကို လျော့နည်းစေသည်။
thermo-optical coefficient ကိုလည်း လျော့ကျစေပြီး၊ thermal lens effect ကို ပိုမိုလျော့ကျစေသည်။
ရှားပါးမြေအိုင်းယွန်း၏ စုပ်ယူမှုဖြတ်ပိုင်းတိုးလာခြင်းသည် အဓိကအားဖြင့် အပူအကျိုးသက်ရောက်မှုကြောင့် ကျယ်ပြန့်လာခြင်း လျော့နည်းသွားခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။ ထို့ကြောင့် saturation power လျော့နည်းသွားပြီး laser gain တိုးလာသည်။ ထို့ကြောင့် threshold pump power လျော့ကျသွားပြီး Q switch လည်ပတ်နေချိန်တွင် ပိုတိုသော pulse များကို ရရှိနိုင်သည်။ output coupler ၏ transmittance ကို တိုးမြှင့်ခြင်းဖြင့် slope efficiency ကို မြှင့်တင်နိုင်သောကြောင့် parasitic cavity loss effect သည် အရေးမပါတော့ပါ။
quasi-three-level gain medium ရဲ့ total low level ရဲ့ particle number လျော့ကျသွားတဲ့အတွက် threshold pumping power လျော့ကျသွားပြီး power efficiency လည်း ပိုကောင်းလာပါတယ်။ ဥပမာအားဖြင့် 1030nm မှာ အလင်းထုတ်ပေးတဲ့ Yb:YAG ကို အခန်းအပူချိန်မှာ quasi-three-level system အဖြစ် မြင်နိုင်ပေမယ့် 77K မှာတော့ four-level system အဖြစ် မြင်နိုင်ပါတယ်။ Er: YAG အတွက်လည်း အတူတူပါပဲ။
gain medium ပေါ် မူတည်၍ အချို့သော quenching လုပ်ငန်းစဉ်များ၏ ပြင်းထန်မှု လျော့ကျသွားလိမ့်မည်။
အထက်ပါအချက်များနှင့် ပေါင်းစပ်လိုက်သောအခါ၊ အပူချိန်နိမ့်သော လုပ်ဆောင်ချက်သည် လေဆာ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို သိသိသာသာ တိုးတက်ကောင်းမွန်စေနိုင်သည်။ အထူးသဖြင့် အပူချိန်နိမ့်သော အအေးပေးလေဆာများသည် အပူသက်ရောက်မှုမရှိဘဲ အလွန်မြင့်မားသော အထွက်စွမ်းအားကို ရရှိနိုင်ပြီး ဆိုလိုသည်မှာ ကောင်းမွန်သော ရောင်ခြည်အရည်အသွေးကို ရရှိနိုင်မည်ဖြစ်သည်။
ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည့်အချက်တစ်ခုမှာ အေးခဲထားသောလေဆာပုံဆောင်ခဲတွင် ဖြာထွက်နေသောအလင်းနှင့် စုပ်ယူထားသောအလင်း၏ bandwidth လျော့နည်းသွားသောကြောင့် wavelength tuning range သည် ကျဉ်းမြောင်းလာပြီး pumped laser ၏ line width နှင့် wavelength stability သည် ပိုမိုတင်းကျပ်လာမည်ဖြစ်သည်။ သို့သော် ဤအကျိုးသက်ရောက်မှုသည် များသောအားဖြင့် ရှားပါးပါသည်။
အအေးပေးစနစ်တွင် အရည်နိုက်ထရိုဂျင် သို့မဟုတ် အရည်ဟီလီယမ်ကဲ့သို့သော အအေးခံအရည်ကို အသုံးပြုလေ့ရှိပြီး အကောင်းဆုံးမှာ ရေခဲသေတ္တာသည် လေဆာပုံဆောင်ခဲနှင့် တွဲထားသောပြွန်မှတစ်ဆင့် လည်ပတ်သည်။ အအေးခံအရည်ကို အချိန်မီပြန်လည်ဖြည့်တင်းခြင်း သို့မဟုတ် ပိတ်ထားသောကွင်းဆက်ဖြင့် ပြန်လည်အသုံးပြုသည်။ အစိုင်အခဲဖြစ်ခြင်းကို ရှောင်ရှားရန်အတွက် လေဆာပုံဆောင်ခဲကို လေဟာနယ်အခန်းတွင် ထားရန် လိုအပ်ပါသည်။
အပူချိန်နိမ့်တွင် လည်ပတ်နေသော လေဆာပုံဆောင်ခဲများ၏ သဘောတရားကို ချဲ့စက်များတွင်လည်း အသုံးချနိုင်ပါသည်။ တိုက်တေနီယမ်နီလာကို အပြုသဘောတုံ့ပြန်ချက် ချဲ့စက်ပြုလုပ်ရန် အသုံးပြုနိုင်ပြီး ပျမ်းမျှအထွက်ပါဝါမှာ ဝပ်ဆယ်ဂဏန်းဖြစ်သည်။
cryogenic အအေးပေးကိရိယာများသည် ရှုပ်ထွေးစေနိုင်သော်လည်းလေဆာစနစ်များအသုံးများသော အအေးပေးစနစ်များသည် များသောအားဖြင့် ရိုးရှင်းမှုနည်းပြီး cryogenic အအေးပေးခြင်း၏ ထိရောက်မှုသည် ရှုပ်ထွေးမှုကို အနည်းငယ် လျှော့ချပေးနိုင်သည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၃ ခုနှစ်၊ ဇူလိုင်လ ၁၄ ရက်