المعرفة

ليزر الحالة الصلبة

(تم التحويل من Solid-state laser)

ليزر الحالة الصلبة solid-state laser، هو ليزر يستخدم وسيط مكتسب عبارة عن مواد صلبة، بدلاً من المواد السائلة مثل تلك المستخدمة في الليزر السائل أو مواد غازية مثل الليزر الغازي. الليزر المعتمد على أشباه الموصلات يعتبر أيضاً في الحالة الصلبة، لكنه يعتبر بصفة عامة تصنيف منفصل عن ليزر الحالة الصلبة (انظر ليزر شبه الموصلات).


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

وسائط الحالة الصلبة

للمزيد من المعلومات: قائمة_أنواع_الليزر § ليزر_الحالة_الصلبة

بصفة عامة، الوسيط النشط لليزر الحالة الصلبة يتألف من مواد زجاجية أو بلورية "المضيف"، والذي يضاف إليه "عامل إشابة" مثل النيوديوم، الكروميوم، الإربيوم،[1] الثوليوم[2] أو الإتربيوم.[3] الكثير من عوامل الإشابة الشائعة هي عناصر أرضية نادرة، لأن الحالات المحفزة لهذه الأيونات لا تقترن بقوة بالاهتزازات الحرارية لشبكاتها البلورية (الفونونات)، وبداياتها التشغيلية يمكن أن تصل إلى القوة المنخفضة نسبياً لضخ الليزر.

There are many hundreds of solid-state media in which laser action has been achieved, but relatively few types are in widespread use. Of these, probably the most common is neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG). Neodymium-doped glass (Nd:glass) and ytterbium-doped glasses or ceramics are used at very high power levels (terawatts) and high energies (megajoules), for multiple-beam inertial confinement fusion.

The first material used for lasers was synthetic ruby crystals. Ruby lasers are still used for a few applications, but they are not common because of their low power efficiencies. At room temperature, ruby lasers emit only short pulses of light, but at cryogenic temperatures they can be made to emit a continuous train of pulses.[4]

Some solid-state lasers can also be tunable using several intracavity techniques, which employ etalons, prisms, and gratings, or a combination of these.[5] Titanium-doped sapphire is widely used for its broad tuning range, 660 to 1080 nanometers. Alexandrite lasers are tunable from 700 to 820 nm and yield higher-energy pulses than titanium-sapphire lasers because of the gain medium's longer energy storage time and higher damage threshold.


الضخ

للمزيد من المعلومات: ضخ الليزر
 
مصباح مضخة من ليزر الحالة الصلبة، مليء بالكريپتون، مبرد بالماء، حوالي 2 كيلوواط

عادة ما يكون وسيط ليزر الحالة الصلبة قد تم ضخه بصرياً، سواء عن طريق مصباح التوهج أو المصباح القوسي، أو عن طريق ليزرات أشباه الموصلات.

غلق النظام

التاريخ والتطبيقات

 
قاعدة الحشد المتقدم الطافية (المؤقتة) ‏ USS Ponce (AFSB (I) -15) تجري عرضاً عملياً لنظام سلاح ليزر (LaWS) مكفول من مكتب الأبحاث البحرية (ONR) أثناء تواجدها في الخليج العربي.

قام روبرت ن. هال بتطوير ليزر أشباه الموصلات عام 1962، باستخدام زرنيخيد الگاليوم، أثناء عمله بشركة جنرال إلكتريك في سكنكتدي، نيويورك.[6]

تم تطوير ليزر الحالة الصلبة كسلاح بصري للمقاتلة إف-35 لايتنگ 2، التطوير الذي وصل لحالة اقتربت من المرحلة التشغيلية،[7][8][9] فضلاً عن طرح نظام التسليح الليزري فايرسترايك من قبل نورثروپ گرمان.[10][11] في أبريل 2011 اختبرت البحرية الأمريكية ليزر حالة صلبة عالية الطاقة. تم تصنيف النطاق الدقيق، لكن القوات البحرية قد صرحت بأنه تم إطلاق "لمسافة أميال وليس ياردات".[12][13]

فلوريد الكالسيوم المشاب-باليورانيوم هو النوع الثاني من ليزر الحالة الصلبة الذي تم اختراعه في الستينيات. پيتر سوروكين وميرك ستيڤنسون في معامل آي بي إم في يوركتاون هايتس (الولايات المتحدة) توصلا lasing at 2.5 ميكرومتر بعد فترة وجيزة من اختراع مايمان لليزر الياقوتي.

يحضر الجيش الأمريكي لاختبار نظام ليزر محمول على شاحنة باستخدام ألياف ليزر قدرة 58 ك.و.[14] يفتح التوسع في اختراعات الليزر الباب لاستخدامه في جميع المجالات بدءاً من الطائرات بدون طيار وصولاً إلى السفن الضخمة على مستويات مختلفة من الطاقة. يضع الليزر الجديد 40 بالمائة من الطاقة المتاحة داخل شعاعه، والتي تعتبر عالية للغاية بالنسبة لليزر الحالة الصلبة. حيث أن المزيد والمزيد من المركبات والشاحنات العسكرية تستخدم المحرك الهيجن ونظم الدفع المتطورة التي تنتج الكهرباء من أجل تطبيقات مثل الليزر فمن المرجح أن تزداد التطبيقات المستخدمة لليزر في الشاحنات، الطائرات بدون طيار، السفن، المروحيات والطائرات.[14]

انظر أيضاً

الهوامش والمصادر

  1. ^ Singh, G.; Purnawirman; Bradley, J. D. B.; Li, N.; Magden, E. S.; Moresco, M.; Adam, T. N.; Leake, G.; Coolbaugh, D.; Watts, M. R. (2016). "Resonant pumped erbium-doped waveguide lasers using distributed Bragg reflector cavities". Optics Letters. 41 (6): 1189–1192. Bibcode:2016OptL...41.1189S. doi:10.1364/OL.41.001189.
  2. ^ Su, Z.; Li, N.; Magden, E. S.; Byrd, M.; Purnawirman; Adam, T. N.; Leake, G.; Coolbaugh, D.; Bradley, J. D.; Watts, M. R. (2016). "Ultra-compact and low-threshold thulium microcavity laser monolithically integrated on silicon". Optics Letters. 41 (24): 5708–5711. Bibcode:2016OptL...41.5708S. doi:10.1364/OL.41.005708.
  3. ^ Z. Su, J. D. Bradley, N. Li, E. S. Magden, Purnawirman, D. Coleman, N. Fahrenkopf, C. Baiocco, T. Adam, G. Leake, D. Coolbaugh, D. Vermeulen, and M. R. Watts (2016) “Ultra-Compact CMOS-Compatible Ytterbium Microlaser”, Integrated Photonics Research, Silicon and Nanophotonics 2016, IW1A.3.
  4. ^ "Continuous solid-state laser operation revealed by BTL" (PDF). Astronautics: 74. March 1962.
  5. ^ N. P. Barnes, Transition metal solid-state lasers, in Tunable Lasers Handbook, F. J. Duarte (Ed.) (Academic, New York, 1995).
  6. ^ Hall, Robert N.; G. E. Fenner; J. D. Kingsley; T. J. Soltys; R. O. Carlson (November 1962). "Coherent Light Emission From GaAs Junctions". Physical Review Letters. 9 (9): 366–369. Bibcode:1962PhRvL...9..366H. doi:10.1103/PhysRevLett.9.366.
  7. ^ Fulghum, David A. "Lasers being developed for F-35 and AC-130." Aviation Week and Space Technology, (8 July 2002). Access date: 8 February 2006.
  8. ^ Morris, Jefferson. "Keeping cool a big challenge for JSF laser, Lockheed Martin says." Aerospace Daily, 26 September 2002. Access date: 3 June 2007.
  9. ^ Fulghum, David A. "Lasers, HPM weapons near operational status." Aviation Week and Space Technology, 22 July 2002. Access date: 8 February 2006.
  10. ^ "Northrop Grumman Press Release". Retrieved 2008-11-13.
  11. ^ "The Register Press Release". Retrieved 2008-11-14.
  12. ^ "US Navy's laser test could put heat on pirates". Fox News. April 13, 2011.
  13. ^ Kaplan, Jeremy A. (April 8, 2011). "Navy shows off powerful new laser weapon". Fox News.
  14. ^ أ ب Tucker, Patrick (March 16, 2017). "US Army to Test Powerful New Truck-Mounted Laser 'Within Months'". Defense One. Retrieved August 13, 2017.
  • Koechner, Walter (1999). Solid-State Laser Engineering (5th ed.). Springer. ISBN 3-540-65064-4.


تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=ليزر_الحالة_الصلبة&oldid=1874808"