Produksjonsprinsipp og egenskaper ved luftlaser

Luftlaser (luftlasing) er hovedkomponenten i luft eller dens derivater som forsterkningsmedium, gjennom hulromsforsterkningen av den koherente strålingen. Følgende er en detaljert analyse av luftlaseren:

1. Produksjonsprinsipp

Luftlaser er en slags koherent stråling produsert ved huleløs forsterkning med hovedkomponenten av luft eller dens derivater som forsterkningsmedium. Spesielt er den avhengig av den ekstremt ikke-lineære interaksjonen mellom høyenergi femtosekund laserpulser med luftmolekyler. I denne prosessen skaper femtosekundlaserpulsen en lavtemperaturplasmakanal i luften, kjent som et femtosekundtråd. Disse filamentene fungerer som bærere, noe som gjør at luftmolekyler (som nitrogenmolekyler) kan eksiteres og generere optisk forsterkning, og dermed muliggjøre frøforsterkning og danne en luftlaser.

2. Funksjoner

Ekstern produksjonsevne: Luftlasere bruker den allestedsnærværende atmosfæren som et gevinstmedium og har en naturlig fjernproduksjonsevne.

Høy lysstyrke og smal linjebredde: Luftlaser har egenskapene til høy lysstyrke og smal linjebredde, noe som gjør den til en ideell "sonde" i atmosfærisk fjernmåling.

Overføring i en bestemt retning: Luftlaseren sendes i en bestemt retning og har god romlig retning.

Naturlig innretting med pumpestrålen: Luftlaseren er naturlig innrettet med pumpestrålen, noe som forenkler utformingen og driften av deteksjonssystemet.

I tillegg har luftlasere høy spektral oppløsning og koherens, noe som gjør dem i stand til å møte behovene til flerkomponentmålinger og kjemisk spesifisitet. For eksempel, gjennom luftlaserassistert koherent Raman-spektroskopiteknologi, er det mulig å effektivt skille Raman-fingeravtrykkene til forskjellige molekyler, for å oppnå samtidig måling og isotopoppløsning av en rekke forurensninger og klimagasser.

Oppsummert er prinsippet for generering av luftlaser basert på den ekstreme ikke-lineære interaksjonen mellom femtosekundlaser og luftmolekyler, og koherent stråling genereres av mindre forsterkning i hulrom. Funksjonene inkluderer fjerngenereringsevne, høy lysstyrke og smal linjebredde, overføring i en bestemt retning og naturlig sammenfall med pumpestrålen. Disse egenskapene gjør at luftlaser har et bredt anvendelsesperspektiv innen atmosfærisk fjernmåling, LiDAR og koherent Raman-spektroskopi.

Produksjonsprinsipp og egenskaper til luftlaser