Q-switched solid-state laser በከፍተኛ ደረጃ የቋሚ ድግግሞሽ ከፍተኛ መጠን ያለው ሌዘር ህዋስ

ማጠቃለል- የጂትሌን (Q-switched solid-state lasers) በተስተካከለ የድምፅ ማስተካከያ (ቫይታሚን) ውስጥ ሊሠራ የሚችል የጂፕረንስ ንጣፍ መጠቀም ይቻላል. ጋፔን (ጋላክሲ) በሰብልጣቢ ሳምባ መያዣ (mirror absorber mirror) የተሸፈነ ትልቅ እና ከፍተኛ ጥራት ያላቸው የ ግራድኔ ወረቀቶች የተሠራ ነበርየፈሳሽ የሂደቱ ውክልና. ይህንን መስተዋቱን በመጠቀም, 105-ns ጥራጥሬዎችና 2.3-ዊል አማካይ የውጤት ፍጥነት ከ Q-ተቀጣጣይ ነት: GdVO4 laser ይገኙበታል. ከፍተኛው የጉልበት ኃይል 3.2 μጃ ነው. የመንገዶቹ ቅኝት 37%በቀጣይ ሞገድ ረጅም ወደ 40% ገደማ የሚጠጋ, ይህም የጂትፈርን ዝቅተኛ ጉድለትን ያመለክታል.

  1 መግቢያ

  ጂ-መቀየር, በአስቸኳይ ህዋስ (pulse formation) ትታወቃለች, የብርሃን ህዋዎችን በከፍተኛ ፍጥነት ማመንጨት / ማብራት / ይፈጥራል, ይህም በአንድ ቀጣዩ ሞገድ ሞዴል የሚሰራ ከሆነ በአንድ አይነት laser ውስጥ ከሚፈለገው በላይ ነው. ይህ ዘዴእንደ መድሃኒት, የጂኦኬሚስትሪ እና የቁሳቁስ አሠራሮችን የመሳሰሉ ከፍተኛ ጉልበት ኃይል የሚያስፈልጋቸው ኢንዱስትሪ እና ሳይንሳዊ ምርቶች ያገኛሉ. ከዚህ ቀደም የ Q-መቀየሪያ ሌዘር (ኮምፕሎይድተር) ሳምራዊ የመስተዋት ስፕሪንግስ (SESAMs) በ Q-የመቀየሪያ ክፍሎች በንቃት ሪፖርት ተደርገዋል [1-4]. ይሁን እንጂ, እነዚህ SESAM ሰፋ ያለ አሰራርን እና ማሸግ ያካትታሉ, እነሱም ሰፊ አገልግሎታቸውን የሚገድቡ ናቸው. ስለዚህ አዳዲስ አስተማማኝ የሆነ የማቃጠያ ቁሳቁሶችን በዝቅተኛ ዋጋ, በሰፊው ለመፈለግ በጣም ወሳኝ ነውየሚስብ ውስጠ-ህብረት, እና ዝቅተኛ የውስጣዊ ውድቀት.

  የቅርብ ጊዜ ግስጋሴዎች በግራጥሬ አምሳያ ውስጥ እንደ ቮልቴጅ ንጥረ ነገር መጠቀም ይቻላል. ስቴፕኔ እጅግ በጣም ፈጣን የሆነ ፎቶሮይክስን በመሳሰሉ በተለምዶ ፈጣን አምራቾች (ሞተርስ)[6,7], ትልቅ ሰመመን, እና የመለወስ ጥልቀት [8,9]. ለ 3 ሽፋኖች graphene sheet 66.5% የበለጠ የመለወጥ ጥልቀት አለው, እና በነጠላ መስመሮች አማካኝነት በንጥሎች መጨመር ጋር ይዋሰቃል. ትልልቅ የመለወጣው ጥልቀትለአጭር ጊዜ ህዝቦች ምቹ ናቸው. እና የሚቆጣጠሩት የመለወጥ ጥልቀት አንድ ሰው የልብ (ፓቲንግ) ርዝመት እንዲለውጠው ያስችለዋል. ቀደም ሲል የተከናወነው ሥራ የተረጋገጠ የጂፕቲን ፋይበር-መቆለፊያ ባላቸው የላስቲክ ነጠብጣቦች እና ጠንካራ-አንገት ሌዘር[8,11-15]. በጣም በቅርብ ጊዜ የጂተችኒን Q-መቀየርም ሪፖርት ተደርጓል. Yu et al የተገኘውን 159.2-ኒ ኤም ኤል ፓም ሴል ኃይል እና ከ 161-ኔል የማንፃት ርዝመት በሲሲን ካርቦቢ የተተከለ የጂትኔት ብረት አግኝቷል. ፖፕ እና ሌሎች.በጂ ፒ ኤን (Q-መቀያየረር) ፋይበር (laser) አማካኝነት በአንድ የ 1.5 μm (40 nJ) ውስጥ በአንድ የነዳጅ ኃይል አማካይነት (performance) አሳይቷል. እዚህ, በጂታ-ውስጠ-ሰትር የሚይዘው የሳምባ ነምበር መስታወት (ሰማያዊ ስርዓት) በመተግበር በ Q-ተለዋውጥ Nd: GdVO4 ሌዘር. 3.2-μJ የፍሎዝ ሃይል እና 105-nት የፍጥነት ጊዜዎች በተረጋጋው Q-መቀየሪያ ክዋኔ ይገኙባቸዋል.

  2. የጂትበን አቀነባበር እና ተለይቶ መስራት

  በአሥር ጥቃቅን ማይክሮኖች ውስጥ ግራቴክ ንጣፎችን ለማግኘት ከቆሸሸ በፊት ከመጠንፋቱ በፊት ትልውናን እንደ ተፈጥሯዊ ግራድ (WEG) እና ኦክሳይድ (ኦክ ጂ) አደረግን. የተጣራ ግራፊድ የተከማቸ ሳልፈሪክ አሲድ ድብልቅ ቅዳሴ (ፕራይም)ፖታሲየም በፔሮዳዲሱለፌት, ፎስፎረስ ኦክሳይድ (P2O5) በንቀት ሲነሳ በ 90 ° ሴ. የ 4 ሰዓታት ሲጠናቀቅ ድብሉ ከልክ ያለፈ የውሃ ቧንቧ ውኃ ውስጥ ለሚገኝ አንድ ትልቅ ቢራ እንዲፈስ ተደረገ, ከዚያም እስከ ፒ.ሂ.ፈራጁ ወደ ገለልተኛ ቅርብ ነበር. የተገኘው የጥራፊክ ቅርጽ በ 24 ሰዓታት ውስጥ በ 80 ° ሴል ውስጥ ይደርቃል. የደረቀው ግራፋይት በ 1-ሜቲል-2-ፒትሮለዲን (NMP) ውስጥ በተዘጋጀ የታሸገ የቃጥ ቤት ውስጥ ለሁለት ሰዓታት ተሞልቷል. የተፈጠረው ብጥብጥ ቀርቷልለስላሳ ያልተበሰቡ ቅንጣቶችን ለማጣራት ለ 3 ቀናት. የላይኛው ዘመናዊ መፍትሄ የተሰበሰበው ለተለዩነት ነው. የኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (ሲ ኤምኤ) እና ከፍተኛ ጥራት ማስተላለፊያ ኤሌክትሮሜካዊ ማይክሮስኮፕ (HRTEM) ተጠቅመውበታልምርቱን ለይተው ያሳዩ. በ 20 μm የኋላ ንጣፍ ያላቸው የጂትጠረኖች ወረቀቶች በምስል 1 (ሀ) እና በ (ለ) በግልጽ ይታያሉ. በምስሉ 1 (ሲ) የተመረጠው የክልል ኤሌክትሮኒክስ ሽክርሽኖች (SEAD) ንድፍ በስዕላዊ ደረጃ ስድስትግራፋይት / ግራፊኔ. የአዕምሮው መጠን የ 1100} / I {2110} > የቅርቡ ጥምርታ በመኖሩ ምክንያት ቦታው ግራፊን ግራፊን ነው የሚል ነው. 1 ለሞላር ግራፊን ልዩ ባህሪ ነው [18]. የበጣም ጫፍ ምስልበግራፍ 1 (መ) ውስጥ graphene 0.34 nm መካከል ባለ የጂፕን ንጣፍ መኖሩን ያመለክታል.

ስዕሉ 1. (ሀ) የጂታንስ ወረቀቶች SEM ምስሎች. (b) HRTEM የ ግራቴንስ ወረቀቶች ምስሎች.

(ሐ) የ SEAD ስርዓተ-ጥለት የስድስት-ወርድ ስሌት (d) HRTEM የ graphene ምስል ያሳያል

ግርዶሽ በሚታዩበት ጠርዝ ላይ እና የንጥል ሽፋን ልዩነት 0.34-ናም ነው.

  3. ውጤቶች እና ውይይቶች

  የጂታን ስፖች በ SiO2 / TiO2 ሞለኪውሌተር ንብርብሮች የተሸከመውን ባክ 7 የብርሃን መስታወት በተሸከመ አየር ላይ በቀጥታ የተሸፈነ ሲሆን ይህም በጥቁር (95%) ልክ እንደ ምስል 2 (a) ላይ ነው. የጂ បាតን ሰማያዊ (SAM) መተላለፉ ነውበበርካታ ቦታዎች ይለካሉ. ከፍተኛ እና ዝቅተኛ እሴቶችን (ኮረኖች) በጥቅሉ 2 (ሀ) ላይ ይሰጣሉ. የጂ បាតን ሰማያዊ (SAM) ማሰራጫው እንደ "

ቲ=ቲ (1-ሀ)n

  የትቲo, ሀ,ና ጥሬው ላይ የመጀመሪያው መተላለፊያ, የግራፊን ግፊን (አምፖል) እና የቅርቡ የጂትሌን ንብርብሮች ብዛት ይቀጥላል. የተስተካከለው ስርጭት በ 1063 ውስጥ ከ 95.2% እና 96.1% ነውnm. ስለዚህም የተደራረበው የጂተበን መጠነ-ጥራቶች ከ 2 እስከ 10 ድረስ ሊደረስባቸው ይችላል.

  የ Q-መቀያየር ላሜራ (ቻው-ኢት) የተሠራበት ንድፍ በምስል 2 (ለ) ላይ ይገኛል. የጂ បាតን ሰማእን (SAM) አፈጻጸም ለመገመት 17 ሚሜ በደማቅ መስትዋ ማእዘናት ውስጥ ጥቅም ላይ ውሏል. የመገናኛ መለኪያ 3 x 3 x 5 mm3 a-cut Nd: GdVO4 ከ Nd3 + ጋር ነውየመገጣጠም መጠን 0.5 በ%. የተቀመጠውን ሙቀት ለማስወገድ, ክሪስታልን ከኤንዲየም ፊውል ጋር እናከን 21 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ባለው የውሃ ማቀዝቀዣ ውስጥ በመዳብ ሙቀት ውስጥ እንጨፍረው ነበር. ክሪስታል የተቆረጠው በአይረክ-ነጭ ሌዘር አማካኝነት ነውየዲሞድ ድርድር በ 808 ናም በ 400 μ ሜትር ዲያሜትር እና 0.22 በዲጂታል ርዝመት. የግብዓት ነክውብ የ 200 ሚ.ሜትር የቀዘቀዘ ራዲየስ የዜምቡጥ መስተዋት ነበረው. በ 8083 እና በ 1063 የተጣራ አሻራ ተከላ ተከላካይ ነበርnm.

ምስል 2. (ሀ) የ BK7 ን ጥራጥሬ እና ግራስ / ሳም (SAM) ን የማስተላለፍ / (ለ) Q-መቀያየር ላሜራ የሙከራ ቅንብር.

(ሐ) አማካይ የውኃ ማብላያ ተመጣጣኝ እና በተደጋጋሚ የውኃ ማብራት (ሲስተም) የውሃ ኃይል (Q-S) ቀዶ ጥገና.

 (መ) ለ Q-መቀየሪያ ክዋኔ የጅምላ ስፋት እና ድግግሞሽ እና በተደጋጋሚ የፓምፕ ኃይል.

በመጀመሪያ, የ "GWV" ጨረር (CW) Nd: GdVO4 Laser ን ከ BK7 አንጸባራቂ ጋር (እንደ ግራስታነ ሳም ሳን መሰመር ጋር ተመሳሳይ) ውጤትን እንደ ማጣሪያ ተቀጣጣይ አፈጻጸም መርምሯል. የኬላር ክዋኔው በመነሻው የፓምፑ ሀይል ተገኝቷል0.18 ድ. የውቅጫው ኃይል በሚታየው የውኃ ማሰራጫ (ፒን) ተግባሩ በምስል 2 (ሐ) ውስጥ ይቀርፀዋል. በ 6.5 ድ.ፒት የውኃ ማጠራቀሚያ የውሃ ኃይል አማካይነት 2.5-w ውስጣዊ ኃይል ተገኝቷል, ይህም ከ 38% አንጻራዊ የብርሃን-ወደ-ምስል ምልከታ እና ስፔንየ 40% ቅልጥፍና. በሙከራው ጊዜ ምንም Q-መቀየር የለም. የጨረር ልቀት ርዝመቱ እስከ ግማሽ ጫፍ (FWHM) በ 0.8 ናሜር (1063 nm) ያተኮረ ነው. እነዚህ ውጤቶች የኛን ጥሩ የጨረቃ ባሕርያት ያሳዩናል GdVO4.

  Graphene SAM በ BK7 reflector ላይ ተመስርቶ በስእል 2 (ለ) እንደሚታየውየተከሰተው የፓምፕ ኃይል ከ 0.22 ድደብ በላይ እንደዘገየ ፔትሌሽንስ ኦስካርዲንግ ተገኝቷል. በአማካይ የውጤት ሀይል እና በአደጋው ​​ኃይል ማመንጫ መካከል ያለው ግንኙነት በምዕራፍ 2 (c) ላይ ይቀርባል. አማካይ ሆኖ ይታያልከተገጠመበት የፓምፕ ኃይል ጋር በተናጠል የኃይል መጨመር ተመጣጣኝ ነው. የተከሰተው የውኃ ፓምፕ ወደ 6.5 ድደሪ ቢጨምርም ምንም የፓምፕ ሙሌት አልተመዘገበም. በዚህ ክስተት የፓምፕ ኃይል, አማካይ የውኃ ምርት ብዛት 2.3 ድ.ግ.በመደበኛ የሻጋታ ሁኔታ ከ 8% ያነሰ ነው. ተመጣጣኝ የኦፕቲካል-ወደ-ምስልና የመዳረሻ ፍጥነቶች በ 35% እና በ 37% ተተኳሪ ናቸው. እንዲህ ዓይነቱ ጥሩ አፈፃፀም ማለት የግሪንጠረን ውስጣዊ ውድቀት በቁበጣም ዝቅተኛ ደረጃ. የፓምፑ ስፋት (τ) እና የመደጋገም ድግምግሞሽ መጠን (f) በተከሰተው የውኃ ማጠራቀሚያ ኃይል ላይ ተመስርቶ በዲጂታል oscilloscope የቀረበ ሲሆን በሀዲ 2 (መ) ቀርቧል. ይህ ቁጥር ከ 1435 ns በከፍተኛ ደረጃ ወደ 105 ns ዝቅተኛ መጠን ያሳያልበፓምፕ ስፋት ከፒም ፍጆታ ጭማሪ ከመደበኛ ወደ 6.5 ቮት ጭማሪ መጨመር እና ከ 305 እስከ 704 ኪ.ግ. የመድገም መጠን መጨመር ተስተውሏል. ከፍተኛ የሆነ የመድገም ድግምግሞሽ መጠን በጂተፍኒ (ፈሳሽ) ረዘም ያለ ጊዜ የሚያልፍበት ጊዜ (0.4 ~ 1.7) ሊሆን ይችላልፒ [7]) እና በአንጻራዊነት ረዘም ያለ ትልቅ ነጭ ስርጭት ልቀት: - GdVO4. [19]. በአማካይ የውጤት ሀይል እና የሽግሙ ምቶች ድግግሞሽ መሠረት በ 3.2 μJ ከፍተኛ የሆነ የነፃ ልምውጥ ሃይል በእንደ ገመድ ኃይልከ 5.3 ድ.የ. ግን በ 2.9 W ከ 2.9 W በታች ያለው የፓምፑ ስፋት እና በድግግሞሽ መጠን ሁሌ በአማካይ አማካይ እሴት ነው. ምክንያቱም በዚህ የፓም አጣቢው ውስጥ Q-የተቀየረው ክዋኔ(ከሀይል ማመንጫው 0.9 ድ ፓውድ ስር የሚወጣው ባቡር እንደ ምሳሌው በምሣሌ 3 (ሀ) ቀርቧል. ይህ ግምት በጣም ዝቅተኛ ነው. የመለኪያው ከዋጋው እሴት ውስጥ ~ 20% ነበር. የ Q-መቀየሪያ ተግባሩ ከ 2,9 ወ.ሜትር በላይ በሆነ የፓም ሃይል መጠን ላይ ወደ ቋሚ አቋም ተለወጠ (ለምሳሌ 3.2W) በፖምፑ ኃይል የተመዘገበ ከሆነ.~ 0.926 ሜ.ሜ. ክብ ቅርበት-2 በጂታንስ ወረቀቶች ላይ 0.87 ሜ.ሳ.-2 ሪፓርት የተደረገው. [8,12]. የጊዜ ሰጪ የቱሪብ ባቡሮች እና ነጠላ የልብ ወለድ ሪፓርት በመደበኛ የሽግግር 704 kHz እናበሂሳብ 3 (ሐ) እና በምዕራፍ 3 (መ) ላይ እንደሚገለፀው የ 105 ቮልት ርዝማኔ በ 2.3 ዊ ውቅ ኃይል (ኃይል) ተገኝቷል. የእሳቱ ጥራት በሙከራው ገደብ ላይ ካለው ሽግግር ገደብ ጋር ተገኝቷል. በንግድ ቢራ ጥራት መለኪያ አማካኝነት,ራዲያን እና ታዕዛዊ M2 የሚለካው 1.16 እና1.18 ከከፍተኛው የኤሌክትሪክ ሃይል መብራት 2.3 W. ውስጥ ይገኛል. አሁንም ቢሆን Q-የተቀነሰበት ሌዘር የኃይል ሞገድ ርዝመቱ በ 1063 n ማእከላዊነት ላይ ያለው የኬብል ርዝመት ርዝመት, ግን FHWM 1.0 nm ሲሆን ከ 0.8 nm በፊት የቀጣይ-ጨረር ሌዘር ትንሽ ሰፊ ነበር. ይህ ሊሆን ይችላልበሁለት ምክንያቶች ይስተዋላል. አንደኛው በትላልቅ የተጋለጡ ትናንሽ የተጋላጭ ህዝብ ቁጥር ወደ ከፍተኛ ዝቅተኛ ደረጃዎች ነው. ጌጣኔ በሚቀንስበት ጊዜ, ከታች ከንዑስ በታችኛው ክፍል ወደ መሬት መጨመርለረጅም ርዝመት ባላቸው የብርሃን ርዝመት ውስጥ ፎቶኖቹን ይፈጥራሉ. ሌላው ደግሞ እጅግ በጣም ግዙፍ የሆነ የጂትጠረር ብዜት ነው.

ስዕል 3. Q-መቀየሪያ ፓትሪር ባቡር በአደጋው ​​የውኃ ማጠራቀሚያ ሀይል 0.9 ዋ (ሀ),

በ 3.2 ድ.ቢ. ያለው የውኃ ብክነት እና በአደጋው ​​6.5 ድ.

(መ) በ 6.5 ድ.ፒ. በተከሰተው የውኃ ማጠራቀሚያ የውሃ ኃይል አማካይነት 105-ns Q-switch pulse profile.

  በጂዝ የተዘጋጀ የ Q ተለዋውጦ ማቀዝቀዣ ከጂፕሽን ንብርብሮች ጋር የሚዛመደው የመለወጥ ጥልቀት በእምብርት ርዝመት ውስጥ ትልቅ ሚና ይጫወታል. ከፍተኛ የድምፅ ማጉያ ጥልቀት የልብስን ጊዜ ሊያሳጥረው ይችላል. በተጨማሪም, ዝቅተኛ ውፅዓትየኃይል ማስተላለፊያ / ማጓጓዣ አብዛኛውን ጊዜ ለሃይል ክምችት እና ዝቅተኛ የጨረዘር ጣቢያን ጠቃሚ ነው. ነገር ግን ከፍተኛ ውፅዋት ልውውጥ ለከፍተኛ ኃይለ-ጨረር (ከኃይለኛ ኤሌትሪክ ጨረር) ለመራቅ (optical damage) እንዳይቃለሉ,በርካታ እምብቶችን ይቋቋማሉ. ስለዚህ, ወደፊት ከፍተኛ የኤሌክትሪክ ኃይል የማመንጨት ጥራጥሬ (Q-switched) ጥራጣሬዎችን ለመሥራት የጂ បាតን ሳምስ ዲዛይን (ዲ ኤን ኤ) ማዘጋጀት በ graphene እና የ ኤችአይቪ የሚተላለፈውን የፀረ-ተባይ ስርጭት መጠን ላይ ለማጎልበት ነው.

4. ማጠቃለያ

  በዚህ ጽሑፍ, የጂ បាតን ሳም (SAM) በ Q-ተቀጣጣይ ጠንካራ-አንገት ሌዘር ላይ ውጤታማ አፈፃፀም ተረጋግጧል. 2.3 Å አማካኝ የውፅብ ሃይል እና 3.2 μJ የሃይል ጉልበት ተገኝቷል. ውጤቶቻችን የሚያሳዩት ጋደልዴን ሊሆን እንደሚችል ነውበከፍተኛ አስፈሪ የኃይል ማመንጫዎች ውስጥ ከ 10 እስከ 100 kHz ክልል ውስጥ ድግግሞሽ መጠን ለማመንጨት ያገለግላል.