Impulsų dažnio valdymaslazerinio impulso valdymo technologija
1. Impulsų dažnio, lazerio impulsų dažnio (impulsų pasikartojimo dažnio) sąvoka reiškia lazerio impulsų, skleidžiamų per laiko vienetą, skaičių, paprastai matuojamą hercais (Hz). Aukšto dažnio impulsai tinka taikymams, kuriems reikalingas didelis pasikartojimo dažnis, o žemo dažnio impulsai – užduotims, kurioms reikalingas didelis energijos kiekis.
2. Galios, impulso pločio ir dažnio santykis Prieš pradedant lazerio dažnio valdymą, pirmiausia reikia paaiškinti galios, impulso pločio ir dažnio santykį. Lazerio galia, dažnis ir impulso plotis yra sudėtingai tarpusavyje susiję, todėl norint optimizuoti taikymo efektą, norint reguliuoti vieną iš parametrų, paprastai reikia atsižvelgti į kitus du parametrus.
3. Įprasti impulsų dažnio valdymo metodai
a. Išorinio valdymo režimas įkrauna dažnio signalą iš išorinio maitinimo šaltinio ir reguliuoja lazerio impulsų dažnį valdydamas apkrovos signalo dažnį ir darbo ciklą. Tai leidžia sinchronizuoti išėjimo impulsą su apkrovos signalu, todėl jis tinka taikymams, kuriems reikalingas tikslus valdymas.
b. Vidinio valdymo režimas Dažnio valdymo signalas yra integruotas į pavaros maitinimo šaltinį be papildomo išorinio signalo įvesties. Vartotojai gali pasirinkti fiksuotą integruotą dažnį arba reguliuojamą vidinį valdymo dažnį, kad būtų didesnis lankstumas.
c. Rezonatoriaus ilgio reguliavimas arbaelektrooptinis moduliatoriusLazerio dažnio charakteristikas galima keisti reguliuojant rezonatoriaus ilgį arba naudojant elektrooptinį moduliatorių. Šis aukšto dažnio reguliavimo metodas dažnai naudojamas taikymuose, kuriems reikalinga didesnė vidutinė galia ir trumpesnis impulsų plotis, pavyzdžiui, lazeriniame mikroapdirbime ir medicininiame vaizdavime.
d. Akustinis optinis moduliatorius(AOM moduliatorius) yra svarbi lazerio impulsų valdymo technologijos impulsų dažnio valdymo priemonė.AOM moduliatoriusNaudoja akustinį optinį efektą (tai yra, garso bangos mechaninio virpesių slėgio keitimas lūžio rodikliu) lazerio spinduliui moduliuoti ir valdyti.
4. Intrakavitacinės moduliacijos technologija, palyginti su išorine moduliacija, gali efektyviau generuoti didelę energiją ir maksimalią galiąimpulsinis lazerisToliau pateikiami keturi įprastiniai vidinio ertmės moduliacijos metodai:
a. Stiprinimo perjungimas. Greitai moduliuojant siurblio šaltinį, greitai nustatoma stiprinimo terpės dalelių skaičiaus inversija ir stiprinimo koeficientas, viršijantys stimuliuojamos spinduliuotės greitį, todėl staigiai padidėja fotonų skaičius rezonatoriuje ir susidaro trumpų impulsų lazeris. Šis metodas ypač paplitęs puslaidininkiniuose lazeriuose, kurie gali generuoti impulsus nuo nanosekundžių iki dešimčių pikosekundžių, o pasikartojimo dažnis yra keli gigahercai, ir yra plačiai naudojamas optinio ryšio srityje, kai reikalinga didelė duomenų perdavimo sparta.
Q jungiklis (Q perjungimas) Q jungikliai slopina optinį grįžtamąjį ryšį, sukeldami didelius nuostolius lazerio rezonatoriuje, leisdami pumpavimo procesui sukelti dalelių populiacijos pasikeitimą, gerokai viršijantį slenkstį, ir taip sukaupti didelį energijos kiekį. Dėl to nuostoliai rezonatoriuje greitai sumažėja (t. y. rezonatoriaus Q vertė padidėja), o optinis grįžtamasis ryšys vėl įjungiamas, kad sukaupta energija būtų išlaisvinta itin trumpų didelio intensyvumo impulsų pavidalu.
c. Režimų fiksavimas generuoja itin trumpus pikosekundinių ar net femtosekundinių impulsus, valdydamas fazinį ryšį tarp skirtingų išilginių modų lazerio rezonatoriuje. Režimų fiksavimo technologija skirstoma į pasyvųjį ir aktyvųjį režimų fiksavimą.
d. Ertmės ištuštinimas. Kaupiant energiją rezonatoriaus fotonuose, naudojant mažų nuostolių ertmės veidrodį efektyviai surišančiam fotonus, tam tikrą laiką išlaikoma mažų nuostolių būsena ertmėje. Po vieno ciklo stiprus impulsas „išmetamas“ iš ertmės greitai perjungiant vidinį ertmės elementą, pvz., akustinį-optinį moduliatorių arba elektrooptinį sklendę, ir išspinduliuojamas trumpų impulsų lazeris. Palyginti su Q perjungimu, ertmės ištuštinimas gali išlaikyti kelių nanosekundžių impulso plotį esant dideliam pasikartojimo dažniui (pvz., keliems megahercams) ir leisti gauti didesnę impulsų energiją, ypač tais atvejais, kai reikalingas didelis pasikartojimo dažnis ir trumpi impulsai. Kartu su kitais impulsų generavimo metodais, impulsų energiją galima dar labiau pagerinti.
Pulso kontrolėlazerisyra sudėtingas ir svarbus procesas, apimantis impulsų pločio ir dažnio valdymą bei daugelį moduliacijos metodų. Tinkamai parinkus ir pritaikius šiuos metodus, lazerio veikimą galima tiksliai reguliuoti, kad jis atitiktų skirtingų taikymo scenarijų poreikius. Ateityje, nuolat atsirandant naujoms medžiagoms ir technologijoms, lazerių impulsų valdymo technologija atneš daugiau proveržių ir skatins plėtrą.lazerinė technologijadidesnio tikslumo ir platesnio pritaikymo kryptimi.
Įrašo laikas: 2025 m. kovo 25 d.