Kontrola frekvencije impulsatehnologija upravljanja laserskim impulsima
1. Koncept frekvencije impulsa, brzina ponavljanja impulsa lasera (brzina pulsa) odnosi se na broj laserskih impulsa emitiranih po jedinici vremena, obično u hercima (Hz). Visokofrekventni impulsi prikladni su za primjene s visokom frekvencijom ponavljanja, dok su niskofrekventni impulsi prikladni za zadatke s jednim impulsom visoke energije.
2. Odnos između snage, širine impulsa i frekvencije Prije upravljanja frekvencijom lasera, prvo se mora objasniti odnos između snage, širine impulsa i frekvencije. Postoji složena interakcija između snage lasera, frekvencije i širine impulsa, a podešavanje jednog od parametara obično zahtijeva razmatranje druga dva parametra kako bi se optimizirao učinak primjene.
3. Uobičajene metode upravljanja frekvencijom impulsa
a. Vanjski način upravljanja učitava frekvencijski signal izvan napajanja i podešava frekvenciju laserskog impulsa kontroliranjem frekvencije i radnog ciklusa signala opterećenja. To omogućuje sinkronizaciju izlaznog impulsa sa signalom opterećenja, što ga čini prikladnim za primjene koje zahtijevaju preciznu kontrolu.
b. Način unutarnjeg upravljanja Signal za upravljanje frekvencijom ugrađen je u napajanje pogona, bez dodatnog vanjskog ulaznog signala. Korisnici mogu birati između fiksne ugrađene frekvencije ili podesive unutarnje upravljačke frekvencije za veću fleksibilnost.
c. Podešavanje duljine rezonatora ilielektrooptički modulatorFrekvencijske karakteristike lasera mogu se mijenjati podešavanjem duljine rezonatora ili korištenjem elektrooptičkog modulatora. Ova metoda regulacije visoke frekvencije često se koristi u primjenama koje zahtijevaju veću prosječnu snagu i kraće širine impulsa, kao što su laserska mikroobrada i medicinsko snimanje.
d. Akustooptički modulator(AOM modulator) je važan alat za kontrolu frekvencije impulsa u tehnologiji upravljanja laserskim impulsima.AOM modulatorkoristi akustooptički efekt (tj. mehanički oscilacijski tlak zvučnog vala mijenja indeks loma) za modulaciju i kontrolu laserske zrake.
4. Tehnologija intrakavitacijske modulacije, u usporedbi s vanjskom modulacijom, intrakavitalna modulacija može učinkovitije generirati visoku energiju, vršnu snagupulsni laserSlijede četiri uobičajene tehnike modulacije unutar šupljine:
a. Prebacivanje pojačanja brzom modulacijom izvora pumpe, inverzija broja čestica medija pojačanja i koeficijent pojačanja se brzo uspostavljaju, premašujući brzinu stimuliranog zračenja, što rezultira naglim povećanjem fotona u šupljini i generiranjem kratkog pulsnog lasera. Ova metoda je posebno česta kod poluvodičkih lasera, koji mogu proizvesti impulse od nanosekundi do desetaka pikosekundi, s frekvencijom ponavljanja od nekoliko gigaherca, te se široko koristi u području optičkih komunikacija s visokim brzinama prijenosa podataka.
Q sklopka (Q-prekidanje) Q sklopke potiskuju optičku povratnu spregu uvođenjem velikih gubitaka u lasersku šupljinu, omogućujući procesu pumpanja da proizvede preokret populacije čestica daleko iznad praga, pohranjujući veliku količinu energije. Nakon toga, gubitak u šupljini se brzo smanjuje (tj. Q vrijednost šupljine se povećava), a optička povratna sprega se ponovno uključuje, tako da se pohranjena energija oslobađa u obliku ultrakratkih impulsa visokog intenziteta.
c. Zaključavanje moda generira ultrakratke impulse pikosekundne ili čak femtosekundne razine kontroliranjem faznog odnosa između različitih longitudinalnih modova u laserskoj šupljini. Tehnologija zaključavanja moda podijeljena je na pasivno zaključavanje moda i aktivno zaključavanje moda.
d. Pražnjenje šupljine Pohranjivanjem energije u fotonima u rezonatoru, korištenjem zrcala šupljine s niskim gubicima za učinkovito vezanje fotona, održavajući stanje niskih gubitaka u šupljini tijekom određenog vremenskog razdoblja. Nakon jednog ciklusa kružnog putovanja, jaki impuls se "izbacuje" iz šupljine brzim prebacivanjem unutarnjeg elementa šupljine, kao što je akustično-optički modulator ili elektrooptički zatvarač, te se emitira kratki laserski impuls. U usporedbi s Q-prekidanjem, pražnjenje šupljine može održavati širinu impulsa od nekoliko nanosekundi pri visokim brzinama ponavljanja (kao što je nekoliko megaherca) i omogućiti veće energije impulsa, posebno za primjene koje zahtijevaju visoke brzine ponavljanja i kratke impulse. U kombinaciji s drugim tehnikama generiranja impulsa, energija impulsa može se dodatno poboljšati.
Kontrola pulsalaserje složen i važan proces koji uključuje kontrolu širine impulsa, kontrolu frekvencije impulsa i mnoge tehnike modulacije. Razumnim odabirom i primjenom ovih metoda, performanse lasera mogu se precizno prilagoditi potrebama različitih scenarija primjene. U budućnosti, s kontinuiranom pojavom novih materijala i novih tehnologija, tehnologija kontrole impulsa lasera donijet će više otkrića i potaknuti razvoj...laserska tehnologijau smjeru veće preciznosti i šire primjene.
Vrijeme objave: 25. ožujka 2025.