589NM lazerių principas ir taikymas

589 nm geltoni lazeriaiOptogenetikoje gali būti naudojamas 589 nm bangos ilgis, natrio lazerio švyturėliai, temperatūros ir vėjo lazeriniai radarai, lazeriu Ramanas, dinaminė branduolinė poliarizacija, miesto kraštovaizdis, moksliniai tyrimai ir nacionalinės gynybos bei karinės lauko. Gauti geltonai lazeriai, turintys aukštą efektyvumą, aukštos spindulio kokybę, aukštą stabilumą ir siaurą linijos plotą

Fiziniai 589NM lazerio principai

1. Ryšys tarp natrio D linijos ir 589 nm bangos ilgio

Pagrindinis 589NM lazerio fizinis pagrindas yra natrio atomų energijos lygio perėjimas. Išoriniai natrio atomų elektronai (3S → 3P) pagamins dvi būdingas spektrines linijas, kai diegti, būtent natrio D linijos:

D₁ Linija: 589,6nm (3p¹p₁\/₂ → 3Sr\/₂)

D₂ eilutė: 589.

Kadangi šios dvi spektrinės linijos yra labai artimos (tik 0. Šio bangos ilgio rezonanso charakteristikos su natrio atomais daro jį idealiu pasirinkimu tokioms programoms kaip lazerio gidų žvaigždės (LGS) ir šalto atomo eksperimentai.

2. Pagrindinės lazerio generavimo sąlygos

Norint sugeneruoti stabilų 589NM lazerį, turi būti laikomi trys lazerio elementai:

Stimuliuojama emisija: Natrio atomai ar elektronai padidintos terpėse (pvz., ND: YAG) yra gaminami per daug energijos per išorinį siurblį (pvz., Šviesą ar srovę).

Dalelių inversija: didelio energijos lygio dalelių skaičius yra didesnis nei mažos energijos lygio skaičius lazerinėje terpėje (pvz., Neodimio leidžiamas kristalas ar dažai), kad būtų galima sustiprinti konkretaus bangos ilgio šviesą.

Rezonansinė ertmė: optinių grįžtamojo ryšio sistema, sudaryta iš atšvaitų (pvz., DPSS lazerio ar dažų lazerio), kuri ekranizuoja ir padidina režimus šalia 589NM.

3. Dažnio konvertavimo technologija (netiesinis optinis metodas)

Kadangi sunku tiesiogiai generuoti 589 nm lazerį, paprastai naudojama netiesinė dažnio konvertavimo technologija:

ND: „YAG Laser“ skleidžia 1064NM pagrindinį dažnio šviesą.

Dažnio padvigubėjimas (SHG): paverčiamas 532NM (antra harmonika) per netiesinius kristalus (tokius kaip LBO).

Ramano poslinkis: naudokite „Raman Media“ (pvz., Aukšto slėgio vandenilio ar kietų kristalų), kad 532 nm šviesos dažnis būtų perkeltas į 589Nm.

Techninis 589NM lazerio realizavimas

Šiuo metu 589 nm lazeris daugiausia realizuoja pagal šiuos tris techninius sprendimus, kurių kiekvienas turi savo pranašumus ir trūkumus:

(1) kietojo kūno lazeris (ND: YAG + netiesinis dažnio konversija)

Principas:
Pirma, ND: YAG lazeris generuoja 1064nm pagrindinę dažnio šviesą.

Jis paverčiamas 532 nm žalia šviesa per dažnį, padvigubinantį kristalą (pvz., LBO, BBO).

Tada naudokite Ramano dažnio poslinkį (pvz., Aukšto slėgio vandenilio ląstelę arba kietojo kūno Ramano kristalą), kad 532Nm konvertuotumėte į 589NM.

Privalumai:

Didelė galia (iki dešimčių vatų), geras stabilumas, tinkamas naudoti didelės galios reikmėms, tokioms kaip natrio kreipiamosios žvaigždės.

Ši technologija yra subrendusi ir plačiai naudojama observatorijose (tokiose kaip KECK ir VLT teleskopai).

Trūkumai:

Sistema yra sudėtinga ir reikalauja tikslios temperatūros valdymo ir optinio išlyginimo.

Ramano dažnio poslinkio efektyvumas yra mažas (paprastai<50%) and the energy loss is large.

(2) dažų lazeris (derinamas iki 589Nm)

Principas:

Naudokite ekologiškus dažus (pvz., Rhodamine 6G) kaip terpę, o išėjimo 589Nm - per grotelių derinimą.

Privalumai:

Bangos ilgis yra nuolat reguliuojamas, tinkamas laboratoriniams spektriniams tyrimams.

Gali tiksliai suderinti natrio D liniją (589. 0\/589,6nm).

Trūkumai:

Dažą lengva skaidyti ir juos reikia reguliariai pakeisti, o priežiūros išlaidos yra didelės.

Išėjimo galia yra maža (paprastai<1W), and the stability is greatly affected by the pump source.

(3) Puslaidininkių lazeris (tiesioginis emisijos ar išorinės ertmės grįžtamasis ryšys)

Principas:

Naudokite specialiai suprojektuotus puslaidininkių stiprinimo lustus (pvz., „GainP\/AlgainP“) kartu su garsumo Bragg grotelių (VBG), kad užrakintumėte 589NM bangos ilgį.

Privalumai:

Mažas dydis, didelis efektyvumas, tinkamas nešiojamosioms reikmėms (pvz., Medicininei įrangai).

Nereikia sudėtingo dažnio konversijos, o energijos suvartojimas yra mažas.

Trūkumai:

Bangos ilgį lengvai veikia temperatūra ir reikia aktyvaus dažnio stabilizavimo (pavyzdžiui, prisotinimo absorbcijos spektroskopijos technologija).

Vieno vamzdžio galia yra ribota (paprastai<500mW), and high power requires multiple tubes to be combined.

Taikymo laukai 589NM lazeris

1. Adaptyvi optika ir astronominis stebėjimas

(1) Natrio kreipiamasis žvaigždė (LGS)

Principas:

589NM lazeris sužadina natrio atominį sluoksnį (vidurinę atmosferą) 90-100 km virš žemės paviršiaus, kad būtų sukurtos dirbtinės gido žvaigždės.

Funkcija:

Pateikite didelių žemės teleskopų (pvz., KECK ir VLT) bangos fronto korekciją, kad kompensuotų atmosferos turbulencijos įtaką.

Žymiai pagerina stebėjimo skiriamąją gebą (arti difrakcijos ribos).

Privalumai:

Palyginti su natūraliomis gidų žvaigždėmis, natrio kreipiamosios žvaigždės gali būti sukurtos pagal paklausą ir jos yra lanksčios.

Taikoma stebėjimo vietoms be ryškių žvaigždžių (tokių kaip tamsios Paukščių Tako zonos).

(2) Išplėstinės programos

Kelių lazerių vadovo žvaigždžių sistema: keli 589NM lazeriai dirba kartu, kad ištaisytų didesnį matymo lauko iškraipymą.

Kosmoso šiukšlių sekimas: natrio sluoksnis atspindėta lazeriu, padedantis stebėti šiukšles žemos žemės orbitoje.

2. Biomedicinos programos

(1) Fotodinaminė terapija (PDT)

Principas:
589NM gali selektyviai absorbuoti biologinės molekulės, tokios kaip hemoglobinas, ir yra naudojama tiksliniam kraujagyslių ligų gydymui.

Atvejis:

Uosto vyno dėmės: lazeris prasiskverbia į epidermį ir yra absorbuojamas hemoglobino, sunaikindamas nenormalias kraujagysles.

Garsinėsis degeneracija: pagalbinis tinklainės ligų gydymas.

(2) Fluorescencinis vaizdas

Natrio jonų ženklinimas:

589NM jaudina natrio jonų fluorescencinius zondus, kad ištirtų ląstelių natrio jonų dinamiką (pvz., Neuronų elektrinį aktyvumą).

Privalumai:

Mažas fototoksiškumas, tinkamas ilgalaikiam stebėjimui in vivo.

3. Tyrimai ir pramonė

(1) Šaltojo atomo fizika ir Bose-Einšteino kondensacija (BEC)

Funkcija:

589NM lazeris naudojamas natrio atomo lazerio aušinimui (Doplerio aušinimui), kad būtų pasiekta ypač žema μk lygio temperatūra.

Tai yra pagrindinis žingsnis rengiant BEC (kvantinė valstybinė medžiaga).

Atvejų:

Tokios laboratorijos kaip MIT ir Harvardas naudoja 589NM lazerius, kad galėtų tirti perteklių ir kvantinį modeliavimą.

(2) Tikslus matavimas

Spektrinis kalibravimas:

Naudojamas kaip standartinis bangos ilgis, norint kalibruoti spektrometrus (pvz., Astronominius spektrometrus).

Gravitacinės bangos aptikimas:

Padeda interferometrų (pvz., LIGO) optinio kelio derinimo srityje.

4. Kitos programos

(1) Lazerio ekranas ir apšvietimas

Natrio lempos pakeitimas:

Aukštą 589 nm lazerių vienspalvį monochromatiškumą galima naudoti aukštosios spalvų perteikimo apšvietimui ar meno projekcijai.

Lazerio kinas:

Kartu su RGB lazeriais, siekiant išplėsti spalvų gamos aprėptį.

(2) Pramoninis perdirbimas

Specialus medžiagų apdorojimas:

Selektyvus tam tikrų polimerų\/plėvelių apdorojimas (pvz., OLED taisymas).

Paraiškos suvestinės lentelė

Ateities tendencijos

Astronomija:didesnės galios(100 W klasės) Natrio kreipiamojo žvaigždės lazeriai 30 m teleskopams (pvz., TMT).

Vaistas: Integracija suNanoprobaiSiekdamas geresnio tikslinės terapijos tikslumo.

„Quantum Tech“: Programosnatrio atominiai laikrodžiaiarba kvantinė atmintis.

Tarpdisciplininis 589 nm lazerių potencialas ir toliau plečiasi, ypač INKvantinės technologijosirEkstremalios aplinkos jutimas.

589NM lazeris, pasinaudojęs natrio D linijos emisija (589. 0\/589.6nm), yra universalus įrankis, turintis kritinius pritaikymus, esančias kritinėmis programomisastronomija(natrio gido žvaigždės, skirtos adaptyvioji optika),Biomedicina(fotodinaminė terapija ir ląstelių vaizdavimas),Kvantiniai tyrimai(Šaltojo atomo aušinimo ir BEC tyrimai) irpramonė(Tiksli metrologija ir ekranai). Jo unikalus rezonansas su natrio atomais leidžia įgyti didelio tikslumo užduotis, o nuolatiniam pažangumui siekiama padidinti galią, stabilumą ir miniatiūrizavimą naujos kartos technologijoms, tokioms kaip ekstremalių masto teleskopai ir kvantinis skaičiavimas. Šis bangos ilgio tiltas yra pagrindinis mokslas ir pažangiausia inžinerija, skatinanti naujoves visose disciplinose.

Kontaktinė informacija:

Jei turite idėjų, nedvejodami pasikalbėkite su mumis. Nesvarbu, kur yra mūsų klientai ir kokie yra mūsų reikalavimai, mes laikysimės savo tikslo suteikti klientams aukštos kokybės, žemas kainas ir geriausią paslaugą.