Ionchais iarratais léasair 222nm i réimse na monaraithe gléas fótóinic 2

Ionchais iarratais léasair 222nm i réimse na monaraithe gléas fótóinic 2

1.4 Roghnú Bealach Teicniúil le haghaidh Léasair 222nm

Díríonn an rannán seo ar thaighde ar staid uile-soladach-dlúthSolas UV 222 nmfoinse. Bunaithe ar an athbhreithniú litríochta thuas ar LD-soladach ultraivialait dhomhain pumpáilte (DUV)-luaigh léasair, tréithe na ndópáilte éagsúla Nd³⁺-samhail-dhópáilte -mheán gnóthachain córais trí leibhéil, modhanna caidéalaithe LD, cuais athshondach, modhanna anailíse minicíochta agus lasca Q{-neamhlíne{{{{{-samhail-dhópáilte{8} roghnaithe chun bealach teicniúil a fhoirmiú chun é a bhaint amach222nm UVaschur.

1.4.1 Criostail Léasair

1. Tréithe Cineálacha Difriúla Meáin Ghnóthachan Léasair

1) Slat-Meánach Gnóthachan múnlaithe

Tá buntáistí ag baint le léasair soladacha a úsáideann criostail shlat-chruthach mar mheán gnóthachain, amhail struchtúr simplí agus dlúth, meáchan íseal, dea-cháilíocht léasa, ardéifeachtúlachta agus costas íseal. Go dtí seo, baineadh úsáid fhorleathan as meáin ghnóthachain mhúnlaithe slaite i-chun{5}}meánchumhacht soladach-léasair a lua, lena n-áirítear feidhmchláir dírithei bhfad UVC lampa 222 nmteicneolaíochta. Is gnách go mbíonn trastomhas an mheáin ghnóthachain mhúnlaithe slat cúpla milliméadar, agus is gnách go dtéann an fad ó chúpla milliméadar go cúpla céad milliméadar. De ghnáth, aicmítear modhanna caidéalaithe léasair stáit soladacha le meáin ghnóthachain mhúnlaithe slata bunaithe ar an ngaol idir treo teagmhas an tsolais caidéil agus treo iomadaithe an tsolais ascalach, eadhoncaidéalú fadaimsearthaaguscaidéalú transverse. Léirítear a struchtúir i bhFíor 1.1 (a) agus (b). Tagraíonn caidéalú fadaimseartha don chás ina ndéanann an solas caidéil agus an léasair ascalach araon iomadú sa treo fadaimseartha céanna. Ciallaíonn caidéalú trasnánach go bhfuil an solas caidéil teagmhasach ó thaobh an mheáin léasair, agus ascalaíonn an léasair ascalach sa treo fadaimseartha. (Fíor 1.1 Léaráidí scéimeacha de struchtúir léasair mhúnlaithe slaite le fadchaidéalú agus traschaidéalú, lena n-áirítear (a) caidéalú fadaimseartha agus (b) struchtúir chaidéalaithe trasnacha)

Le linn oibriú léasair, ní dhéantar cuid den fhuinneamh solais caidéil a thiontú go héifeachtach ina aschur léasair ach tá sé ann mar theas taobh istigh den chriostail léasair. Scaipeann criostail léasair mhúnlaithe teas tríd a gcuid taobhanna go príomha, rud a fhágann go bhfuil grádán teocht gathacha sa chriostail. Is é an toradh a bhíonn ar an ngrádán seo ná athruithe ar an ngrádán innéacs athraonta agus dífhoirmiúchán teirmeach ar aghaidheanna deiridh an chriostail, rud a fhágann go bhfuil éifeacht lionsaithe teirmeach, défhrithsheasmhacht teirmeach-spreagtha, agus caillteanas díraonta spreagtha go teirmeach mar thoradh air. Cuireann na saincheisteanna seo srian le hinstealladh ardchumhachta caidéil agus díghrádaíonn siad cáilíocht bhíoma agus cobhsaíocht chumhachta an léasair aschuir, go háirithe i ndlúthdhioscaSolas UV 222 nmcórais. Le blianta beaga anuas, in ainneoin dul chun cinn suntasach i dteicneolaíocht foinse caidéil LD [88], chomh maith le feabhsuithe i dteicneolaíocht diomailt teasa agus cáilíocht criostail léasair bhanna [89-90], tá feidhmíocht aschuir léasair múnlaithe slat feabhsaithe go mór. Mar sin féin, tá léasair mhúnlaithe slaite fós ag fulaingt ó dhrochthionchar dosheachanta an lionsaithe teirmeach. Mar sin, is gnách go mbíonn meáin ghnóthachain mhúnlaithe slaite oiriúnach do léasair ísealchumhachta go dtí meánchumhachta.

2) Diosca tanaí-Gain Meán

Mar a thaispeántar i bhFíor 1.2, déantar an meán gnóthachain diosca tanaí-a dhéanamh i struchtúr diosca an-tanaí feadh na treorach ascalaithe léasair, le tiús idir 100 agus 300 μm de ghnáth agus trastomhas 10 go 20 mm. Tá na scannáin mhachnaimh iomlána don solas caidéil agus don solas ascalach araon brataithe ar aghaidh foirceann amháin den mheán diosca tanaí, a shocraítear ansin i dteagmháil iomlán le doirteal teasa agus a fhuaraítear le huisce a scaiptear. (Fíor 1.2 Léaráid scéimreach de struchtúr léasair diosca tanaí)

Soláthraíonn an struchtúr seo limistéar teagmhála mór idir aghaidh deiridh an mheáin agus an doirteal teasa, rud a éascaíonn diomailt tapa agus leordhóthanach teasa a ionsúitear ag an meán gnóthachain tríd an limistéar teagmhála mór seo. Tá treo grádán teocht an chriostail léasair sa struchtúr seo comhsheasmhach le treo iomadú an tsolais ascalach sa chuas. Go teoiriciúil, tá an grádán teochta seo beag agus ní dhéanann sé difear d'éifeachtúlacht aschuir léasair ná ar cháilíocht bhíoma. I gcomparáid le léasair criostail mhúnlaithe slata, tá achar dromchla diomailt teasa níos mó agus toirt solais caidéil níos mó ag criostail léasair tanaí, rud a fhágann go bhfuil éifeachtacht diomailt teasa níos airde agus oiriúnacht do sholas caidéil ardchumhachta. Mar gheall ar an tiús an-bheag de chriostail léasair diosca tanaí, déantar an frithchaiteoir don solas caidéil a dhearadh de ghnáth i struchtúr parabolach chun ligean don solas caidéil dul tríd an criostail diosca tanaí go minic, rud a fheabhsóidh éifeachtúlacht úsáide an tsolais caidéil. I measc na meáin ghnóthachain diosca tanaí, tá buntáistí ag criostail Yb:YAG ar nós fabht chandamach beag, struchtúr leibhéal fuinnimh simplí, agus gan aon éifeachtaí seadánacha (m.sh., ionsúite corraithe (ESA), comhshó (ETU), agus tras-scíth a ligean [91]. Mar sin, rinneadh staidéar forleathan ar mheáin ghnóthachain dioscaí atá bunaithe ar an ábhar seo le blianta beaga anuas agus léiríonn siad acmhainneacht shuntasach d’aschur léasair ardchumhachta, cé nach bhfuil sé chomh coitianta sin i gcás speisialaithe.bolgán 222nmdearaí. Tá léasair diosca tanaí Yb:YAG forbartha ag TRUMPF GmbH (An Ghearmáin) le struchtúr meánmhéid gnóthachain il-diosca, ag baint amach cumhacht aschurtha de leibhéal na cileavata.

3) Gnóthachan Slab Meánach

Cosúil le léasair dioscaí tanaí, forbraítear leac-léasair freisin chun aghaidh a thabhairt ar éifeachtaí teirmeacha a bhíonn i nginiúint léasair ardchumhachta. Mar sin féin, tá difríocht shuntasach idir a struchtúr agus struchtúr meán gnóthachain dioscaí tanaí: laghdaítear tiús an mheáin ghnóthachain leac sa treo atá ingearach leis an solas ascalach, go cúpla milliméadar de ghnáth. I 1972, WS Martin et al. [92] mhol an gnáthléasair leac Zig-Zag, a bhfuil a struchtúr léirithe i bhFíor 1.3. Glacann sé modh caidéalaithe taobh, áit a bhfuil an treo grádán teochta sa mheán gnóthachain mar an gcéanna le treo iomadú solais an chaidéil (ie, ingearach le aghaidh mór an chriostail). Chun an éifeacht lionsaithe teirmeach a réiteach, tarchur an tsolais ascalach a mhéadú, agus caillteanas machnaimh an tsolais ascalach ar aghaidh tarchurtha an tsolais a laghdú, gearrtar an solas-aghaidh tarchurtha an mheán gnóthachain ag uillinn Brewster de ghnáth. Ligeann sé seo don léasair ascalach iomadú trí mhachnamh iomlán iolrach ar aghaidheanna móra an mheáin ghnóthachain, rud a fhritháireamh ar éifeachtaí teirmeacha an chriostail léasair sa treo solais caidéil. Tá ról tábhachtach ag an struchtúr leac i réimse na léasair meánchumhachta go dtí ardchumhachta. (Fíor 1.3 Léaráid scéimreach de struchtúr leac-léasair)

4) Meánmhéid Gnóthachan Snáithín

Forbraítear léasair snáithíní bunaithe ar aimplitheoirí snáithíní, ag úsáid snáithíní gloine neamhdhópáilte mar mheán gnóthachain. Mar gheall ar an gcóimheas achar dromchla mór go dtí an méid meán gnóthachain snáithíní, tá buntáistí bunúsacha ag léasair snáithíní maidir le feidhmíocht diomailt teasa agus tá ionchais iarratais geallta i réimse na léasair ardchumhachta. I gcomparáid le struchtúir snáithíní mód aonair traidisiúnta, tá cumhdach inmheánach breise ag snáithíní dúbailte clúdaithe, comhdhéanta de cheithre chuid: croí, cumhdach inmheánach, cumhdach seachtrach, agus ciseal cosanta. Léiríonn Fíor 1.4 a scéimreach struchtúrach tipiciúil. Feidhmíonn an croí mar mheán le haghaidh ascalaithe léasair, agus is féidir aschur léasair aonmhód nó ilmhóid a fháil ag brath ar mhéid an chroí. (Fíor 1.4 Léaráid scéimreach de struchtúr léasair snáithín)

Go hiondúil, úsáidtear struchtúir neamhrialta (m.sh., éilipseacha, cruth D-chruthach, cearnógach, agus bláthanna pluma{{{}}) chun an solas caidéil a chomhcheangal leis an gclúdach istigh, gan aon cheanglais ar mhodh ionchuir an tsolais caidéil. Iomadaíonn an solas caidéil anonn is anall idir na cumhdaigh laistigh agus lasmuigh agus ionsúitear é ag an gcroí tar éis pasanna iolracha. Is é an ciseal is forimeallaí an ciseal cosanta den snáithín. I measc na n-ian-neamhchoitianta mar Nd³⁺, Er³⁺, Yb³⁺, agus Tm³⁺, Yb³⁺-dópáilte dúbailte-tá go leor buntáistí ag baint le snáithíní clúdaithe dúbailte (m.sh. ualach teirmeach thar a bheith íseal, fabht chandamach beag, agus raon leathan tonnfhad aschuir [90 nm-14]) (90 nm). léasair snáithíní is mó a ndéantar staidéar orthu faoi láthair.

5) Comparáid idir Saintréithe Meáin Ghnóthachain Léasair Éagsúla

Cé go gcuidíonn meáin tanaí diosca, leac agus gnóthachain snáithíní le haschur léasair ardchumhachta, tá struchtúir réasúnta casta, toirteanna móra agus costais arda ag léasair le diosca tanaí nó meáin ghnóthachain leac. Mar an gcéanna, tá snáithíní fada, agus tá struchtúr snáithíní múnlaithe Nd³⁺-cuasdhópáilte -trí shnáithín córais leibhéal-don bhanda 0.9 μm casta, toirtiúil agus costasach. Mar gheall ar an sprioc atá ag an staidéar seo-dlúth a fhorbairti bhfad UVC lampa 222 nmcóras-is fearr leis an meán gnóthachan múnlaithe Nd³⁺-slat dhópáilte{-mar an criostail léasair.

2. Nd³⁺-Cathair-dhópáilte-trí leibhéal-Meáin Ghnóthachan an Chórais

Nd:YVO₄ agus Nd:GdVO₄ Tá príomhthonnfhad astaithe de 0.91 μm ag criostail léasair ina gcórais leathleibhéil. Mar mheán gnóthachan tábhachtach le haghaidh giniúna222nm UVtrí dhúbailt minicíochta ceathair, léiríonn siad airíonna fisiceacha agus optúla den scoth. Tá struchtúr tetragonal ag criostail neodimiam-dopáilte yttrium vanadate (Nd:YVO₄) agus baineann sé leis an gcóras criostail aonaiseach. Sa raon Δn birefringence ó 0.2225 go 0.254, agus is é a raon tonnfhad trédhearcach ná 0.45–4.8 μm. Agus cruas gar do ghloine, ní bhíonn sé íogair go héasca agus éasca é a phróiseáil agus a chóta. Mar sin, tá sé ar cheann de na criostail léasair is coitianta a úsáidtear faoi láthair. Liostaíonn Tábla 1.4 airíonna fisiceacha an chriostail Nd:YVO₄. Tá tras-astú-rannóg Nd:YVO₄ ag 0.914 μm (σ₉₁₄ₙₘ) thart ar 19.5×10⁻²⁰ cm². In aice leis an mbanda 808 nm, tá banna ionsú leathan ag an gcriostail Nd:YVO₄ (thart ar 21 nm). Baineann éifeachtacht ionsú an chriostail Nd:YVO₄ le haghaidh solas caidéil leis an treo polaraithe idir an solas caidéil agus an léasair aschuir, agus an éifeachtacht ionsú is airde nuair a bhíonn an dá threoir mar an gcéanna. I gcás criostail gearrtha ais, tá an E{-veicteoir léasair den léasair comhthreomhar le treo polaraithe π ais optúil an chriostail agus ingearach le treo polaraithe σ na haise optúla. Mar sin féin, i gcomparáid le polarú σ, taispeánann an criostail ionsú solais caidéil níos láidre agus radaíocht níos láidre sa π-treo polaraithe. Idir an dá linn, tá éifeachtacht dúbailt minicíochta an tsolais polaraithe réasúnta níos airde le linn dúbailt minicíochta. Mar sin, is mó a úsáidtear criostal ais gearrtha Nd:YVO₄ le π-polarúchán.

Tábla 1.4 Airíonna Fisiceacha Nd:YVO₄ Criostail

Léirítear struchtúr leibhéal fuinnimh an chriostail Nd:YVO₄ i bhFíor 1.5. Tá rátaí arda ionsúcháin solais ag an gcriostail Nd:YVO₄ in aice leis na bannaí 808 nm agus 879 nm. Ionsúnn cáithníní sa leibhéal fuinnimh talún an solas caidéil agus trasdul chuig an leibhéal fuinnimh ⁴F₅/₂. Mar sin féin, tá saolré na gcáithníní sa leibhéal fuinnimh ⁴F₅/₂ an-ghearr (thart ar 10⁻¹⁰ s), agus aistríonn siad go tapa go dtí an leibhéal fuinnimh metastable ⁴F₃/₂ trí scíthe neamh-radaíoch. (Fíor 1.5 Léaráid scéimreach de struchtúr leibhéal fuinnimh criostail Nd:YVO₄)

Tá saolré na gcáithníní sa leibhéal fuinnimh metachobhsaí ⁴F₃/₂ sách fada (thart ar 10⁻⁴ s), rud a sholáthraíonn an coinníoll d’inbhéartú daonra. Tá ceithre phríomhleibhéal fuinnimh trasdula ag criostail Nd:YVO₄: ⁴F₃/₂→⁴I₁₁/₂, ⁴F₃/₂→⁴I₁₃/₂, ⁴F₃/₂→⁴I₁,₂, agus ⁴F₃/₂→⁴I₉/₂, a fhreagraíonn do thonnfhad astaíochtaí 1064 nm, 1342 nm, 1839 nm, agus 914 nm, faoi seach. Ag teocht an tseomra, tá an trasghearradh astaíochta is mó agus an chomhéifeacht ghnóthachain is airde ag an líne speictreach 1064 nm, agus an líne speictreach 1342 nm ina dhiaidh sin, agus is iad na línte speictreach 1839 nm agus 914 nm an ceann is lú. I measc na gceithre trasdul leibhéal fuinnimh thuas, baineann an t-aistriú ⁴F₃/₂→⁴I₉/₂ leis an gcuaschóras trí-chriostail Nd:YVO₄. Faoi thionchar réimse laitíse an óstaigh, déantar scoilteadh géar ar gach leibhéal fuinnimh d'ian Nd³⁺. Roinneann an leibhéal fuinnimh léasair ⁴F₃/₂ ina dhá fho-leibhéal (R₁ agus R₂), atá an-ghar dá chéile. Leanann daonraí cáithníní na bhfo-leibhéil R₁ agus R₂ dlí dáilte Boltzmann, arb ionann iad agus 55% agus 45% de na cáithníní iomlána sa leibhéal fuinnimh ⁴F₃/₂, faoi seach. Déantar an leibhéal fuinnimh léasair níos ísle ⁴I₉/₂ a scoilteadh freisin, rud a chruthaíonn 5 fho-leibhéal (Z₁~Z₅), agus leanann daonra na gcáithníní i ngach fo-leibhéal dlí dáilte Boltzmann freisin. Gintear an líne speictreach 914 nm trí cháithníní a thrasdul ón bhfoleibhéal R₁ de ⁴F₃/₂ go dtí fo-leibhéal Z₅ de ⁴I₉/₂. De réir dháileadh Boltzmann, is ionann daonra na gcáithníní san fholeibhéal léasair íochtair Z₅ agus 5% de na cáithníní iomlána sa leibhéal fuinnimh ⁴I₉/₂. Is iad na cáithníní seo san fholeibhéal íochtair is cúis le hath-ionsú an léasair 914 nm a ghineann an trasdul leibhéal fuinnimh léasair ⁴F₃/₂→⁴I₉/₂, rud a chuireann isteach go mór ar chumhacht tairsí agus ar éifeachtúlacht fána aschuir an léasair. Dá bhrí sin, tá gá le taighde domhain chun tionchar an ath-ionsú a shochtadh go héifeachtach sa chóras quasi trí-agus feabhas a chur ar fheidhmíocht aschuir na gcuas-chórais trí -léasair a dhírítear orthu.Solas UV 222 nm.

Is ábhair chriostail óstacha iad GdVO₄ agus YVO₄ leis an struchtúr céanna. Gineann an t-aistriú leibhéal fuinnimh ⁴F₃/₂→⁴I₉/₂ de chuas-chreasa criostail Nd:GdVO₄-trí-chóras léasair 912 nm. Déanann Tábla 1.5 comparáid idir príomhpharaiméadair feidhmíochta na gcriostal Nd:YVO₄ agus Nd:GdVO₄ ina gcórais chuas-trí{-lena n-áirítear buntonnfhad, minicíocht-tonnfhad dúbailte, tras-astú spreagtha-rannóg, saolré, trasghearradh, leibhéal uachtarach. bandaleithead ionsúcháin, agus seoltacht theirmeach.

Tábla 1.5 Comparáid idir Paraiméadair Feidhmíochta na gCriostail Nd:YVO₄ agus Nd:GdVO₄ i gCórais Leathleibhéil-trí-

Tríd an gcomparáid thuas idir airíonna fisiceacha agus optúla, tá a saintréithe féin ag na criostail Nd:YVO₄ agus Nd:GdVO₄ mar mheán gnóthachain iarrthóra. I gcomparáid le Nd:GdVO₄, tá bandaleithead ionsúcháin níos leithne ag an gcriostail Nd:YVO₄ in aice leis an mbanda 808 nm, rud a laghdaíonn na ceanglais maidir le foinsí caidéil agus teicneolaíocht rialaithe teochta agus a cheadaíonn coinníollacha oibriúcháin seachtracha an léasair réasúnta suaimhneach. Ina theannta sin, tá saolré leibhéal níos airde beagán níos faide aige (oiriúnach do léasair bíogacha) agus buntáistí ó thaobh costais de. Mar sin, roghnaítear an criostail Nd:YVO₄ mar mheán gnóthachan léasair sa staidéar seo chun éifeachtúlacht a bhaint amachbolgán 222nmfréamhshamhlacha.

1.4.2 Modh Pumpála

I léasair LD, tá iliomad modhanna ann chun an solas astaithe LD a chúpláil sa mheán gnóthachain léasair. De ghnáth, déantar na modhanna seo a aicmiú i dhá chineál bunaithe ar an gcaidreamh idir treoracha iomadaithe an tsolais caidéil agus an léasair ascalach:deireadh pumpála (fadaimseartha)agustaobhphumpáil (trasna)(féach Fíor 1.1). Déantar anailís ar shaintréithe struchtúracha an dá mhodh caidéalaithe seo agus déantar comparáid orthu thíos.

1. Pumpáil Deireadh

Tá na buntáistí a bhaineann le struchtúr simplí agus dlúth, le dea-cháilíocht léasa, agus le héifeachtacht ard ag léasairí LD pumpáilte go dtí-soladach cumhachta meánach, go háirithe i222nm UVsocruithe giniúna. Tá siad comhdhéanta go príomha de thrí chuid: foinse caidéil LD, córas cúplála optúla, agus léasair stáit soladach, a bhfuil a struchtúr léirithe i bhFíor 1.1 (a). Tarchuirtear an léasair a astaíonn an LD le haghaidh caidéalaithe feadh treo an tsolais ascalach sa chuas, agus tá an bhíoma dírithe ar an meán gnóthachain. Trí pharaiméadair na cuas athshondach a bharrfheabhsú, is féidir cóimheas spotmhéid iomchuí a bhaint amach idir an solas caidéil agus an solas ascalach (ie, meaitseáil mód). Tá tionchar suntasach ag an gcóimheas seo ar éifeachtacht pumpála an tsolais caidéil agus ar fheidhmíocht aschuir an léasair. Ina theannta sin, iomadaíonn an solas caidéil achar fada sa chriostail léasair agus tá sé absorbtha go hiomlán ag an criostail, agus mar thoradh air sin tá cumhacht tairseach caidéil íseal agus éifeachtacht ard fána an léasair leis an modh caidéalaithe seo. Mar sin, úsáidtear teicneolaíocht chaidéil deireadh LD go forleathan i léasair ísealchumhachta chun cumhacht mheánmhéide a lua a bhfuil ardcháilíocht léis acu agus ardéifeachtúlacht tiontaithe. Tá dhá phríomhchineál teicneolaíochta pumpála deiridh ann:

Déantar solas astaithe an dé-óid léasair a instealladh go díreach isteach sa chriostail léasair trí chóras cúplála optúla. Trí dhearadh an chuas athshondach agus paraiméadair an chórais cúplála a bharrfheabhsú, is féidir an forluí is fearr a bhaint amach idir an bhíoma caidéil agus an bhíoma ascalach.

Déantar solas aschuir an LD a chomhcheangal ar dtús i snáithín optúil, agus ansin é a instealladh isteach sa mheán gnóthachain léasair tríd an aschur snáithín. Ní hamháin go ndéanann an modh seo an léasair soladach stáit a leithlisiú ón dé-óid léasair chun comhthionchar na n-éifeachtaí teirmeacha a laghdú ach ligeann sé freisin don snáithín solas aschuir an LD a mhúnlú, rud a chabhródh le meaitseáil mód a bhaint amach.

2. Pumpáil Taobh

Cé go bhfuil na buntáistí a bhaineann le héifeachtacht ard agus dea-cháilíocht bhíoma ag an struchtúr caidéalaithe deiridh, ní féidir leis cumhacht caidéil ard a instealladh mar gheall ar theorainneacha limistéar caidéalaithe beag an chriostail léasair agus drochthionchar an lionsaithe teirmeach. Leis an méadú ar chumhacht aschuir LD agus feabhsuithe i dteicneolaíocht diomailt teasa, tá taighdeoirí tar éis paraiméadair na gcriostail léasair a bharrfheabhsú ag baint úsáide as il-eagair LD bunaithe ar struchtúr an lampa- léasair pumpáilte, ag instealladh fuinneamh solais an chaidéil isteach sa chriostail ó dhromchla an tsorcóra nó an chiúbóidigh. Méadaíonn an modh caidéalaithe seo an t-achar insteallta solais caidéil agus achar dromchla diomailt teasa an chriostail léasair, rud a fheabhsóidh go mór an chumhacht insteallta agus an chumhacht aschuir araon. Ina theannta sin, cuireann méid méadaithe an mheáin ghnóthachain le méadú áirithe ar chumhacht aschuir léasair freisin. Léirítear struchtúr na caidéalaithe taobh i bhFíor 1.1 (b). Faoi láthair, glacann formhór na léasair stáit soladacha go léir a bhfuil cumhacht aschurtha ó na céadta vata go cileavata acu an struchtúr caidéalaithe taoibh.

3. Comparáid idir an dá Modh Caidéalaithe

Tá na buntáistí a bhaineann le struchtúr simplí agus dlúth, éifeachtacht ard, agus dea-chaighdeán bhíoma ag caidéalú deireadh LD. Cé go gcuidíonn caidéalú taobh LD le haschur léasair ardchumhachta, tá struchtúr sách casta aige agus tá méid mór aige. Mar sin, glactar leis an modh caidéalaithe deiridh LD sa staidéar seo le haghaidh dlúthdhioscai bhfad UVC lampa 222 nmiarratais.

1.4.3 Cuas Athshondach Léasair

I ngach léasair stáit soladacha, bíonn tionchar suntasach ag roghnú na cuas athshondach léasair ar fheidhmíocht aschuir an léasair. Tar éis paraiméadair an chriostail léasair a chinneadh, is gá cuas athshondach oiriúnach a roghnú bunaithe ar na ceanglais maidir le feidhmíocht aschuir léasair. Ón anailís thuas ar chóras leibhéal fuinnimh an mheáin ghnóthachain dhópáilte Nd³, tá trasghearradh beag astaíochta ag an gcóras quasi trí leibhéal agus tá sé thíos leis an ath-ionsú. Tá iarmhairt neamh-dhiomaibhseach ag na fachtóirí díobhálacha seo ar aschur solais bunmhinicíochta ardcháilíochta agus ardcháilíochta a bhaint amach. Dá bhrí sin, nuair a bhíonn an struchtúr cuas athshondach á roghnú, is gá dhá ghné a mheas: ba cheart go gcabhródh sé le feabhas a chur ar aschur solais minicíochta bunúsacha agus éifeachtacht dúbailt ardmhinicíochta a bhaint amach. Ón athbhreithniú litríochta thuas ar léasair stáit soladach DUV, i gcás ceithre chóras leibhéal, is é an modh is simplí chun an ceathrú armónach a ghiniúint ná an dara glúin armónach eischavity a úsáid. Mar sin féin, don chóras gar-leibhéil trí{-a nglactar leis sa staidéar seo, beidh an éifeachtúlacht chomhshó dúbailt minicíochta a bhainfear amach trí eis-doimhneacht an dara giniúint armónach íseal go leor. Dá bhrí sin, a ghiniúint go héifeachtachSolas UV 222 nm, is gá struchtúr cuas athshondach a mheas agus a roghnú go cuimsitheach atá éasca le cur i bhfeidhm agus a chumasaíonn dúbailt minicíochta ardéifeachtúlachta.

Chun an éifeachtúlacht dúbailt minicíochta a fheabhsú, is gnách go gcuirtear an criostail dhúbailte laistigh den chuas léasair (.i.dúbailt minicíochta incavity). Ligeann sé seo don solas minicíochta bunúsach dul tríd an minicíocht -criostail a dhúbailt go minic (anonn is anall), agus ar an gcaoi sin feabhas a chur ar ráta úsáide an tsolais bhunúsacha minicíochta. Áirítear ar na cineálacha cavity a úsáidtear go coitiantadúbailt ar mhinicíocht inchuas díreach-chuas, V-dúbailt ar mhinicíocht inmheán-chuais, agusZ-dúbailt ar mhinicíocht an chuas isteach sa chuas, agus a struchtúir léirithe i bhFíoracha 1.6–1.8. Is modh éifeachtach den chineál céanna é cuas athshondach extracavity a úsáid chun cumhacht imshruthaithe na buntoinne, an tonn armónach, nó an dá cheann a mhéadú.

Tá na buntáistí a bhaineann le dearadh simplí agus dlúth agus coigeartú éasca ag an struchtúr cuas díreach, ach tá a éifeachtacht dúbailt minicíochta íseal. Tá sé seo amhlaidh toisc nach féidir na spotmhéideanna ar an meán gnóthachain léasair agus an criostail dhúbailte minicíochta a roghnú go saor, rud a fhágann go bhfuil sé dodhéanta meaitseáil mód beam agus éifeachtacht dúbailt ardmhinicíochta a bhaint amach. Mar sin, níl an struchtúr cuas díreach oiriúnach do mheán gnóthachan an chórais Nd³⁺-tharpáilte trí leibhéal.

Tá dhá choim bhíoma réasúnta neamhspleácha ag struchtúr athshondach an V-cuais ar a dhá ghéag, ar féidir leo na coinníollacha a bhaineann le meaitseáil mód agus dúbailt minicíochta ardéifeachtúlachta a chomhlíonadh ag an am céanna. Mar sin féin, tá sé ag fulaingt ó astigmatism, rud a dhíghrádaíonn cáilíocht bhíoma an aschuir léasair.

Tá éifeachtacht dúbailt ardmhinicíochta agus cobhsaíocht theirmeach maith ag cuas Z-, agus tá cáilíocht léasa beagán níos fearr ná an cuas V. Mar sin féin, tá struchtúr casta aige agus caillteanas mór intracavity.

Maidir leis an gcuas athshondach eischavity, tá gá le servo leathanbhanda chun fad na cuas a rialú go beacht, agus ní mór impedance-tarchur an scátháin ionchuir don solas teagmhais a mheaitseáil leis an gcaillteanas cuas iomlán chun an éifeachtacht chomhshó is airde a bhaint amach. Tá struchtúr iomlán sách casta mar thoradh air seo. (Fíor 1.6 Léaráid scéimreach den fhoirceann LD-pumpáilte díreach-struchtúr dúblála minicíochta inmheadhaimh an chuas) (Fíor 1.7 Léaráid scéimreach den fhoirceann LD-pumpáilte V-struchtúr dúblála minicíochta in-dhomhais) (Figiúr 1.8 Léaráid LD{Léaráid LD{{0} incheum pedum{0} Z-struchtúr dúbailt minicíochta infhéitheach cuas)

Bunaithe ar an anailís thuas, is fearr sa staidéar seo an cuas athshondach léasair V-chruthach le dara glúin infhéitheach an dara glúin armónach, agus glactar le modh fócasaithe lionsa réasúnta simplí chun an chuid dúblála minicíochta ceathairle heacht-chuas a bharrfheabhsú.bolgán 222nmfeidhmíochta.