Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » Q-switching (lasers)

Q-switching (lasers)

1962
  • R. W. Hellwarth
  • F. J. McClung
نظام ليزر بالتبديل الكمي في مختبر حديث لتطبيقات البصريات غير الخطية.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

تقنية التبديل Q هي تقنية لإنتاج نبضات ليزرية عالية الكثافة وقصيرة المدة. تعمل هذه التقنية عن طريق إيقاف عمل الليزر مؤقتًا، مما يسمح لوسط التضخيم بتخزين كمية كبيرة من الطاقة عبر انعكاس التوزيع السكاني. ثم يتم تحويل عامل الجودة (Q) لليزر بسرعة إلى قيمة عالية، مما يؤدي إلى إطلاق الطاقة المخزنة في نبضة نانوثانية واحدة قوية.

يشير مصطلح "تبديل Q" إلى تعديل عامل الجودة (Q) للرنان البصري لليزر. عامل الجودة هو مقياس لقدرة الرنان على تخزين الطاقة؛ فارتفاع عامل الجودة يعني انخفاض الفقد، بينما انخفاضه يعني ارتفاع الفقد. تتضمن عملية تبديل Q مرحلتين. أولًا، يُحافظ على عامل الجودة للتجويف منخفضًا عمدًا (فقد عالٍ) أثناء ضخ وسط التضخيم. هذا يمنع تراكم الانبعاث المحفز ويوقف بدء عملية الليزر، على الرغم من حدوث انعكاس كبير في توزيع عدد الجسيمات. يعمل وسط التضخيم كمكثف لتخزين الطاقة.

بمجرد تخزين أقصى طاقة ممكنة في وسط التضخيم، يتحول عامل الجودة (Q) فجأةً إلى قيمة عالية (فقد منخفض). ويتم ذلك باستخدام جهاز مفتاح Q موضوع داخل التجويف. ومع انخفاض الفقد إلى أدنى حد، يتجاوز الكسب البصري عتبة الليزر بكثير. ويؤدي المجال المكثف للفوتونات المنبعثة تلقائيًا داخل التجويف إلى إطلاق سلسلة هائلة من الانبعاث المحفز بسرعة، مما يستنفد الطاقة المخزنة في وسط التضخيم بشكل فوري تقريبًا. وينتج عن ذلك انبعاث نبضة ضوئية عملاقة واحدة ذات قدرة ذروة عالية جدًا (من ميغاواط إلى غيغاواط) ومدة قصيرة، عادةً في حدود النانوثانية. وتشمل أجهزة مفتاح Q الشائعة المرايا الدوارة (الطريقة الأصلية)، والمعدلات الصوتية الضوئية، والمعدلات الكهروضوئية (خلايا بوكلز).

UNESCO Nomenclature: 2210
- البصريات

يكتب

التقنية

الاضطراب

كبير

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • invention of the laser
  • understanding of laser cavity dynamics and the Q-factor
  • development of fast optical shutters (e.g., Kerr cells)

التطبيقات

  • laser tattoo removal
  • industrial material processing (cutting, drilling)
  • lidar systems for mapping and range finding
  • pumping other lasers (e.g., dye lasers)
  • nonlinear optics research

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: تبديل Q، الليزر النبضي، النبضة العملاقة، ذروة الطاقة، عامل Q، تجويف الليزر، انعكاس السكان، تخزين الطاقة، المعدل الصوتي البصري، خلية بوكلز.

السياق التاريخي

Q-switching (lasers)

1960
1960
1961
1962
1963
1965
1970
1960
1960
1960-05-16
1962
1963
1964
1968
1970

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الاختراع والابتكار والمبادئ التقنية ذات الصلة

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.