Impulso pločio valdymaslazerio impulsų valdymastechnologijos
Lazerio impulsų valdymas yra viena iš pagrindinių grandžiųlazerinė technologija, kuris tiesiogiai veikia lazerio veikimą ir taikymo efektą. Šiame straipsnyje sistemingai bus išnagrinėtas impulsų pločio valdymas, impulsų dažnio valdymas ir susijusios moduliacijos technologijos, siekiant profesionalumo, išsamumo ir logiškumo.
1. Impulso pločio sąvoka
Lazerio impulso plotis reiškia lazerio impulso trukmę, kuri yra pagrindinis parametras, apibūdinantis lazerio išėjimo laiko charakteristikas. Itin trumpų impulsų lazeriuose (pvz., nanosekundžių, pikosekundžių ir femtosekundžių lazeriuose) kuo trumpesnis impulso plotis, tuo didesnė didžiausia galia ir mažesnis šiluminis efektas, todėl tai tinka tiksliam apdirbimui ar moksliniams tyrimams.
2. Lazerio impulsų plotį įtakojantys veiksniai Lazerio impulsų plotį įtakoja įvairūs veiksniai, įskaitant šiuos aspektus:
a. Stiprinimo terpės charakteristikos. Skirtingi stiprinimo terpių tipai turi unikalią energijos lygmenų struktūrą ir fluorescencijos gyvavimo trukmę, kurie tiesiogiai veikia lazerio impulso generavimą ir impulso plotį. Pavyzdžiui, kietojo kūno lazeriai, Nd:YAG kristalai ir Ti:safyro kristalai yra įprastos kietojo kūno lazerinės terpės. Dujų lazeriai, tokie kaip anglies dioksido (CO₂) lazeriai ir helio-neono (HeNe) lazeriai, dėl savo molekulinės struktūros ir sužadintos būsenos savybių, paprastai sukuria santykinai ilgus impulsus; Puslaidininkiniai lazeriai, kontroliuodami nešėjų rekombinacijos laiką, gali pasiekti impulsų plotį nuo nanosekundžių iki pikosekundžių.
Lazerio ertmės konstrukcija daro didelę įtaką impulso pločiui, įskaitant: ertmės ilgį, lazerio ertmės ilgis lemia laiką, per kurį šviesa dar kartą keliauja ertmėje; ilgesnė ertmė lems ilgesnį impulso plotį, o trumpesnė ertmė skatina itin trumpų impulsų generavimą; Atspindumas: didelis atspindys gali padidinti fotonų tankį ertmėje, taip pagerindamas stiprinimo efektą, tačiau per didelis atspindys gali padidinti nuostolius ertmėje ir paveikti impulso pločio stabilumą; Stiprinimo terpės padėtis ir stiprinimo terpės padėtis ertmėje taip pat turės įtakos fotono ir stiprinimo terpės sąveikos laikui, o tai savo ruožtu turės įtakos impulso pločiui.
c. Q perjungimo technologija ir režimo fiksavimo technologija yra dvi svarbios priemonės impulsinio lazerio išvesties ir impulsų pločio reguliavimui realizuoti.
d. Siurblio šaltinis ir siurblio režimas Siurblio šaltinio galios stabilumas ir siurblio režimo pasirinkimas taip pat turi didelę įtaką impulsų pločiui.
3. Įprasti impulsų pločio valdymo metodai
a. Pakeiskite lazerio darbo režimą: lazerio darbo režimas tiesiogiai paveiks jo impulso plotį. Impulso plotį galima valdyti keičiant šiuos parametrus: siurblio šaltinio dažnį ir intensyvumą, siurblio šaltinio energijos sąnaudas ir dalelių populiacijos inversijos laipsnį stiprinimo terpėje; išėjimo lęšio atspindumas keičia grįžtamojo ryšio efektyvumą rezonatoriuje, taip paveikdamas impulso formavimo procesą.
b. Impulso formos valdymas: netiesiogiai reguliuokite impulso plotį keisdami lazerio impulso formą.
c. Srovės moduliavimas: keičiant maitinimo šaltinio išėjimo srovę, reguliuojamas elektroninės energijos lygių pasiskirstymas lazerio terpėje, o tada keičiamas impulso plotis. Šis metodas pasižymi dideliu reagavimo greičiu ir tinka taikymo scenarijams, kuriems reikalingas greitas reguliavimas.
d. Jungiklio moduliacija: kontroliuojant lazerio perjungimo būseną, galima reguliuoti impulso plotį.
e. Temperatūros valdymas: temperatūros pokyčiai paveiks lazerio elektronų energijos lygmenų struktūrą, taip netiesiogiai paveikdami impulso plotį.
f. Naudokite moduliacijos technologiją: moduliacijos technologija yra efektyvi priemonė tiksliai valdyti impulsų plotį.
Lazerinė moduliacijaTechnologija – tai technologija, kuri naudoja lazerį kaip nešiklį ir į jį įkrauna informaciją. Pagal ryšį su lazeriu ją galima suskirstyti į vidinę ir išorinę moduliaciją. Vidinė moduliacija – tai moduliacijos režimas, kai moduliuotas signalas įkraunamas lazerio osciliacijos metu, siekiant pakeisti lazerio osciliacijos parametrus ir taip pakeisti lazerio išėjimo charakteristikas. Išorinė moduliacija – tai moduliacijos režimas, kai moduliacijos signalas pridedamas po lazerio suformavimo, o išėjimo lazerio savybės keičiamos nekeičiant lazerio osciliacijos parametrų.
Moduliacijos technologiją taip pat galima klasifikuoti pagal nešiklio moduliacijos formas, įskaitant analoginę moduliaciją, impulsinę moduliaciją, skaitmeninę moduliaciją (impulsinio kodo moduliaciją); Pagal moduliacijos parametrus ji skirstoma į intensyvumo moduliaciją ir fazės moduliaciją.
Intensyvumo moduliatoriusImpulso plotis kontroliuojamas keičiant lazerio šviesos intensyvumą.
Fazės moduliatoriusImpulso plotis reguliuojamas keičiant šviesos bangos fazę.
Fazės fiksavimo stiprintuvas: Dėl fazės fiksavimo stiprintuvo moduliacijos galima tiksliai reguliuoti lazerio impulsų plotį.
Įrašo laikas: 2025 m. kovo 24 d.