Kontrola širine impulsaupravljanje laserskim impulsimatehnologija
Upravljanje impulsima lasera jedna je od ključnih karika ulaserska tehnologija, što izravno utječe na performanse i učinak primjene lasera. Ovaj rad će sustavno obraditi kontrolu širine impulsa, kontrolu frekvencije impulsa i srodnu tehnologiju modulacije te nastojati biti profesionalan, sveobuhvatan i logičan.
1. Koncept širine impulsa
Širina impulsa lasera odnosi se na trajanje laserskog impulsa, što je ključni parametar za opis vremenskih karakteristika laserskog izlaza. Kod lasera s ultrakratkim impulsima (kao što su nanosekundni, pikosekundni i femtosekundni laseri), što je kraća širina impulsa, to je veća vršna snaga i manji toplinski učinak, što je pogodno za preciznu obradu ili znanstvena istraživanja.
2. Čimbenici koji utječu na širinu laserskog impulsa Na širinu laserskog impulsa utječe niz čimbenika, a uglavnom uključuju sljedeće aspekte:
a. Karakteristike medija za pojačanje. Različite vrste medija za pojačanje imaju jedinstvenu strukturu energetskih razina i vijek trajanja fluorescencije, što izravno utječe na generiranje i širinu impulsa laserskog impulsa. Na primjer, laseri u čvrstom stanju, Nd:YAG kristali i Ti:Safir kristali uobičajeni su mediji za lasere u čvrstom stanju. Plinski laseri, poput ugljikovog dioksida (CO₂) lasera i helij-neonskih (HeNe) lasera, obično proizvode relativno duge impulse zbog svoje molekularne strukture i svojstava pobuđenog stanja; Poluvodički laseri, kontroliranjem vremena rekombinacije nosioca, mogu postići širine impulsa u rasponu od nanosekundi do pikosekundi.
Dizajn laserske šupljine ima značajan utjecaj na širinu impulsa, uključujući: duljinu šupljine, duljina laserske šupljine određuje vrijeme potrebno da svjetlost jednom i ponovno putuje kroz šupljinu, dulja šupljina dovest će do dulje širine impulsa, dok kraća šupljina pogoduje generiranju ultrakratkih impulsa; Refleksija: Reflektor s visokom refleksijom može povećati gustoću fotona u šupljini, čime se poboljšava učinak pojačanja, ali previsoka refleksija može povećati gubitke u šupljini i utjecati na stabilnost širine impulsa; Položaj medija za pojačanje i položaj medija za pojačanje u šupljini također će utjecati na vrijeme interakcije između fotona i medija za pojačanje, a zatim utjecati na širinu impulsa.
c. Tehnologija Q-prebacivanja i tehnologija zaključavanja moda su dva važna načina za ostvarivanje pulsnog laserskog izlaza i regulacije širine pulsa.
d. Izvor pumpe i način rada pumpe Stabilnost snage izvora pumpe i izbor načina rada pumpe također imaju važan utjecaj na širinu impulsa.
3. Uobičajene metode upravljanja širinom impulsa
a. Promjena načina rada lasera: način rada lasera izravno će utjecati na širinu impulsa. Širina impulsa može se kontrolirati podešavanjem sljedećih parametara: frekvencije i intenziteta izvora pumpe, unosa energije izvora pumpe i stupnja inverzije populacije čestica u mediju za pojačanje; Reflektivnost izlazne leće mijenja učinkovitost povratne sprege u rezonatoru, utječući tako na proces formiranja impulsa.
b. Kontrola oblika impulsa: neizravno podešavanje širine impulsa promjenom oblika laserskog impulsa.
c. Modulacija struje: Promjenom izlazne struje napajanja regulira se raspodjela elektroničkih energetskih razina u laserskom mediju, a zatim se mijenja širina impulsa. Ova metoda ima brzu brzinu odziva i prikladna je za scenarije primjene koji zahtijevaju brzo podešavanje.
d. Modulacija preklopnika: kontroliranjem stanja preklopnika lasera za podešavanje širine impulsa.
e. Kontrola temperature: promjene temperature utjecat će na strukturu energetske razine elektrona lasera, čime će neizravno utjecati na širinu impulsa.
f. Koristite modulacijsku tehnologiju: Modulacijska tehnologija je učinkovito sredstvo za precizno upravljanje širinom impulsa.
Laserska modulacijaTehnologija je tehnologija koja koristi laser kao nositelj i na njega učitava informacije. Prema odnosu s laserom može se podijeliti na unutarnju modulaciju i vanjsku modulaciju. Unutarnja modulacija odnosi se na način modulacije u kojem se modulirani signal učitava u procesu laserskog osciliranja kako bi se promijenili parametri laserskog osciliranja i time promijenile karakteristike laserskog izlaza. Vanjska modulacija odnosi se na način modulacije u kojem se modulacijski signal dodaje nakon što je laser formiran, a svojstva izlaznog lasera se mijenjaju bez promjene parametara osciliranja lasera.
Modulacijska tehnologija može se klasificirati i prema oblicima modulacije nosioca, uključujući analognu modulaciju, pulsnu modulaciju, digitalnu modulaciju (pulsno-kodna modulacija); Prema parametrima modulacije, dijeli se na modulaciju intenziteta i faznu modulaciju.
Modulator intenzitetaŠirina impulsa kontrolira se podešavanjem promjene intenziteta laserske svjetlosti.
Fazni modulatorŠirina impulsa se podešava promjenom faze svjetlosnog vala.
Fazno zaključano pojačalo: Pomoću fazno zaključane modulacije pojačala, širina laserskog impulsa može se precizno podesiti.
Vrijeme objave: 24. ožujka 2025.