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  • 水泵和泵有什么區別及水泵是什么?

    2019-12-07 09:39:47 澤霖工程 223

    水泵是英語Pump的譯音,也就是泵。


    水泵是一種使用光將電子從原子或分子中的較低能級升高(或“泵”)到較高能級的過程。通常用于激光結構,水泵激光介質以實現群體反轉。這項技術是由1966年的諾貝爾獎獲得者阿爾弗雷德·卡斯特勒于20世紀50年代初開發的。

    水泵也用于循環地將在原子或分子內鍵合的電子泵送到明確定義的量子態。對于包含單個外殼電子的原子物質的相干雙層光水泵的最簡單的情況來說,這意味著電子被連貫地泵送到一個超精細次能級(標記為 ),這是由泵激光器的偏振和量子選擇規則所定義的。在光水泵時,原子被稱為定向在特定的 ,然而,由于光水泵的循環性質,結合的電子實際上將在上和下狀態子電平之間經歷重復的激發和衰減。水泵激光器的頻率和偏振決定了它的 子級別的原子是定向的。

    泵是輸送流體或使流體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體,使液體能量增加。泵主要用來輸送水、油、酸堿液、乳化液、懸乳液和液態金屬等液體,也可輸送液、氣混合物及含懸浮固體物的液體。泵通常可按工作原理分為容積式泵、動力式泵和其他類型泵三類。除按工作原理分類外,還可按其他方法分類和命名。如,按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等;按結構可分為單級泵和多級泵;按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等;按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。按照有無軸結構,可分直線泵,和傳統泵。水泵只能輸送以流體為介質的物流,不能輸送固體。

    在實踐中,完全相干的光水泵可能不會發生,因為過渡的譜線寬度和超精細結構捕獲和輻射捕獲等不良影響。因此,原子的方向更一般地依賴于激光的頻率、強度、偏振、光譜帶寬以及吸收躍遷的線寬和過渡概率。

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    在物理本科實驗室中,通常會發現一種光學水泵實驗,使用銣氣體同位素和顯示射頻(MHz)電磁輻射的能力來有效地泵和釋放這些同位素。

    用弧光燈或閃光燈水泵的激光通常通過激光介質的側壁泵送,激光介質通常以包含金屬雜質的晶棒的形式或含有液體染料的玻璃管的形式,被稱為“側面水泵”。 為了最有效地使用燈的能量,燈和激光介質被包含在反射腔中,其將大多數燈的能量重新定向到棒或染料單元中。

    在最常見的配置中,增益介質以一根芯棒的形式存在,它位于一個鏡面腔的一個焦點上,由一個橢圓橫截面垂直于芯棒的軸組成。閃光燈水泵是位于橢圓的另一個焦點的管。選擇反射鏡的涂層來反射比激光輸出短的波長,同時吸收或發射相同或更長的波長,以盡量減少熱透鏡。在其他情況下,使用較長波長的吸收體。通常,燈被稱為流管的圓柱形套管包圍。該流管通常由玻璃制成,它能吸收不適當的波長,例如紫外線,或提供吸收紅外線的路徑。通常,夾套被賦予將不合適的波長的光反射回燈的電介質涂層。這種光被吸收,其中一些被以適當的波長重新發射。流動管還用于在燈泡出現劇烈故障的情況下保護桿。

    較小的橢圓形產生較少的反射(稱為“緊耦合”),在芯棒的中心提供更高的強度。對于單個閃光燈,如果燈和芯棒的直徑相等,則橢圓是其高度的兩倍的橢圓通常在將光成像到芯棒中是最有效的。芯棒和燈相對較長以最小化端面處的損耗的影響并提供足夠長的增益介質。由于較高的阻抗,較長的閃光燈也將電能轉換成光能更有效。

    然而,如果芯棒相對于其直徑太長,則可能會發生稱為“預拉伸”的情況,從而消除芯棒的能量,才能正確地建立。桿端通常是以布魯斯特角度涂覆或切割的抗反射,以最小化這種影響。平面鏡也經常用在泵腔的端部以減少損耗。

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    該設計的變化使用由重疊的橢圓形構成的更復雜的反射鏡,以允許多個閃光燈水泵送單個芯棒。這允許更大的功率,但是效率較低,因為不是所有的光都被正確地成像到桿中,導致增加的熱損失。通過使用緊密耦合的腔體可以使這些損失最小化。然而,這種方法可能允許更對稱的水泵,增加光束質量。

    另一種結構在由漫反射材料制成的空腔中使用棒和閃光燈,例如光澤或粉末狀硫酸鋇。這些腔通常是圓形或長圓形的,因為聚焦光不是主要目的。這不會將光耦合到激光介質中,因為光線在到達芯棒之前會發生許多反射,但通常比金屬反射器需要更少的維護。彌散培養基反射率較高的反射率增加了99%,金鏡為97%。這種方法與未拋光的棒或多個燈更相容。

    當沿除了芯棒的長度以外的方向產生反射時,發生寄生模式,這可能會使用否則可用于光束的能量。如果棒的筒被拋光,這可能是一個特殊的問題。圓柱形激光棒由于桿和冷卻水之間的全內反射而支持耳語畫廊模式,其連續地反映在圓周周圍。光管模式可以以鋸齒形路徑反射芯棒的長度。如果棒具有抗反射涂層,或者浸入與其折射率相匹配的流體中,則可以顯著減少這些反射。同樣地,如果芯棒是粗磨(磨砂)或開槽的,則可以分散內部反射。

    用單個燈進行泵送往往將大部分能量集中在一側,使光束輪廓變差。桿通常具有磨砂桶,以漫射光,從而在整個芯棒上提供更均勻的光分布。這允許在整個增益介質中更多的能量吸收用于更好的橫向模式。磨砂流管或漫反射器,同時導致降低的轉印效率,有助于增加這種效果,提高增益。

    選擇激光主體材料具有低吸收;只有摻雜劑吸收。因此,任何未被摻雜吸收的頻率的光將返回到燈中并重新加熱等離子體,從而縮短燈的壽命。


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