Laser power scaling
લેસરનું પાવર સ્કેલિંગ એ ભૂમિતિ, આકાર અથવા કામગીરીના સિદ્ધાંતમાં ફેરફાર કર્યા વિના તેની ઉત્પાદન શક્તિમાં વધારો કરે છે. લેસર ડિઝાઇનમાં પાવર સ્કેલેબિલિટીને એક મહત્વપૂર્ણ ફાયદો માનવામાં આવે છે. આનો અર્થ એ છે કે તે બહારની સુવિધાઓ બદલ્યા વિના શક્તિ વધારી શકે છે. સામાન્ય રીતે, પાવર સ્કેલિંગ માટે વધુ શક્તિશાળી પંપ સ્રોત, મજબૂત ઠંડક અને કદમાં વધારો જરૂરી છે. તેને લેસર રેઝોનેટરમાં અને ખાસ કરીને ગેઇન માધ્યમમાં બેકગ્રાઉન્ડ લોસમાં ઘટાડાની પણ જરૂર પડી શકે છે. એમ. ઓ. પી. એ. પાવર સ્કેલેબિલિટી હાંસલ કરવાની સૌથી લોકપ્રિય રીત "એમ. ઓ. પી. એ". (માસ્ટર ઓસિલેટર પાવર એમ્પ્લીફાયર) અભિગમ છે. માસ્ટર ઓસિલેટર અત્યંત સુસંગત બીમ ઉત્પન્ન કરે છે, અને તેના મુખ્ય ગુણધર્મોને જાળવી રાખીને બીમની શક્તિ વધારવા માટે ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. મુખ્ય ઓસિલેટરને શક્તિશાળી હોવાની જરૂર નથી, અને ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પર કામ કરવાની જરૂર નથી કારણ કે કાર્યક્ષમતા મુખ્યત્વે પાવર એમ્પ્લીફાયર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સામાન્ય માસ્ટર ઓસિલેટર દ્વારા સીડેડ કેટલાક લેસર એમ્પ્લીફાયર્સનું સંયોજન હાઇ પાવર લેસર એનર્જી રિસર્ચ ફેસિલિટીનો આવશ્યક ખ્યાલ છે. સ્વાભાવિક રીતે સ્કેલેબલ ડિઝાઇન ડિસ્ક લેસર સારી પાવર સ્કેલિંગ માટે રચાયેલ સોલિડ-સ્ટેટ લેસરનો એક પ્રકાર ડિસ્ક લેસર (અથવા "સક્રિય અરીસો") છે. આવા લેસરો સતત-તરંગ કામગીરીમાં એક જ સક્રિય તત્વથી કેટલાક કિલોવોટની શક્તિ સુધી માપનીય હોવાનું માનવામાં આવે છે. વિસ્તૃત સ્વયંસ્ફુરિત ઉત્સર્જન, ઓવરહિટિંગ અને રાઉન્ડ ટ્રીપ લોસ એ સૌથી મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયાઓ હોવાનું જણાય છે જે ડિસ્ક લેસરોની શક્તિને મર્યાદિત કરે છે. ભવિષ્યના પાવર સ્કેલિંગ માટે, રાઉન્ડ-ટ્રીપ લોસમાં ઘટાડો અને/અથવા કેટલાક સક્રિય તત્વોનું સંયોજન જરૂરી છે. ફાઇબર લેસર ફાઇબર લેસર એ અન્ય પ્રકારનું સોલિડ-સ્ટેટ લેસર છે જે સારા પાવર સ્કેલિંગ સાથે છે. ફાઇબર લેસરોની શક્તિ માપન રમન સ્કેટરિંગ અને બ્રિલોઇન સ્કેટરિંગ દ્વારા મર્યાદિત છે, અને એ હકીકત દ્વારા કે આવા લેસરો ખૂબ લાંબા ન હોઈ શકે. ડબલ-ક્લેડ રેસાની મર્યાદિત લંબાઈ મલ્ટી-મોડ પંપની ઉપયોગી શક્તિને મર્યાદિત કરે છે, કારણ કે પંપ ફાઇબરના સક્રિય કોરમાં અસરકારક રીતે શોષાતો નથી. ક્લેડીંગના આકારનું ઓપ્ટિમાઇઝેશન પાવર સ્કેલિંગની મર્યાદાને વિસ્તૃત કરી શકે છે. ફાઇબર ડિસ્ક લેસરો ફાઇબર લેસરોના પાવર સ્કેલિંગની મર્યાદાને પંપની બાજુની ડિલિવરી સાથે વિસ્તૃત કરી શકાય છે. આ કહેવાતા ફાઇબર ડિસ્ક લેસરોમાં અનુભવાય છે. આવા લેસરમાં પંપ ડિસ્કની બાજુથી પહોંચાડવામાં આવે છે, જે ડોપ્ડ કોર સાથે કોઇલ ફાઇબરથી બનેલો હોય છે. આવી કેટલીક ડિસ્ક (તેમની વચ્ચે શીતક સાથે) ને એક ઢગલામાં જોડી શકાય છે. હીટ સિંકની સમસ્યા પાવર સ્કેલિંગ ગરમીને દૂર કરવાની ક્ષમતા દ્વારા મર્યાદિત છે. સામાન્ય રીતે, કાર્યક્ષમ લેસર ક્રિયા માટે રચાયેલ સામગ્રીની થર્મલ વાહકતા, હીટ ટ્રાન્સફર (ધાતુઓ, હીરા) માટે શ્રેષ્ઠ સામગ્રીની તુલનામાં ઓછી હોય છે. કોમ્પેક્ટ ઉપકરણમાંથી ગરમીના કાર્યક્ષમ નિકાલ માટે, સક્રિય માધ્યમ એક સાંકડી સ્લેબ હોવું જોઈએ; એ. એસ. ઈ. પર ઇચ્છિત દિશામાં પ્રકાશના વિસ્તરણનો લાભ આપવા માટે, ઊર્જા અને હેડ ઓર્થોગોનલ દિશામાં પાછા ખેંચવામાં આવશે, જેમ કે તે આકૃતિમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. ઓછી પૃષ્ઠભૂમિના નુકસાન પર (સામાન્ય રીતે, 0.01 અથવા 0.001 ના સ્તરે) ગરમી અને પ્રકાશને વિરુદ્ધ દિશામાં પાછી ખેંચી શકાય છે, જે વિશાળ છિદ્રના સક્રિય તત્વોને મંજૂરી આપે છે. આ કિસ્સામાં, પાવર સ્કેલિંગ માટે કેટલાક સક્રિય તત્વોના સંયોજનનો ઉપયોગ થાય છે. સુસંગત ઉમેરો અને સંયોજન બીમ સ્કેલેબિલિટી પણ અલગ લેસર બીમના સંયોજન દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સંપૂર્ણપણે સ્વતંત્ર બીમ સામાન્ય રીતે દરેક બીમમાં એકલા હોય તેના કરતા વધુ તેજ સાથે બીમ ઉત્પન્ન કરવા માટે જોડી શકાતા નથી. બીમ માત્ર ત્યારે જ જોડી શકાય છે જ્યારે તેઓ એકબીજા સાથે સુસંગત હોય. આવા બીમ સક્રિય રીતે અથવા નિષ્ક્રિય રીતે જોડી શકાય છે. લેસરોના નિષ્ક્રિય સંયોજન (અથવા સુસંગત ઉમેરા) માં, તમામ સંયુક્ત લેસરો માટે સામાન્ય માત્ર થોડા જ સ્થિતિઓ લેસિંગ થ્રેશોલ્ડની ઉપર હોઈ શકે છે. આઠ લેસરોના કાર્યક્ષમ નિષ્ક્રિય સંયોજનની જાણ કરવામાં આવી છે. વધુ પાવર સ્કેલિંગ માટે ગેઇન બેન્ડવિડ્થ અને/અથવા વ્યક્તિગત લેસરોની લંબાઈમાં ઘાતાંકીય વૃદ્ધિની જરૂર પડે છે. સક્રિય સંયોજન વ્યક્તિગત લેસરોના ઉત્પાદનના તબક્કાનું વાસ્તવિક-સમયનું માપન અને તે બધાને તબક્કામાં રાખવા માટે ઝડપી ગોઠવણ સૂચવે છે. આવી ગોઠવણ અનુકૂલનશીલ ઓપ્ટિક્સ દ્વારા કરી શકાય છે, જે એકોસ્ટિક ફ્રીક્વન્સીઝ પર તબક્કાના ઘોંઘાટને દબાવવા માટે અસરકારક છે. ઓલ-ઓપ્ટિકલ સ્વિચિંગ પર આધારિત ઝડપી યોજનાઓ પર સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે. સંદર્ભ પાવર સ્કેલિંગ