Impulsa platuma kontrolelāzera impulsu vadībatehnoloģija
Lāzera impulsu vadība ir viena no galvenajām saitēmlāzera tehnoloģija, kas tieši ietekmē lāzera veiktspēju un pielietojuma efektu. Šajā rakstā tiks sistemātiski aplūkota impulsa platuma kontrole, impulsa frekvences kontrole un saistītā modulācijas tehnoloģija, un tas tiks veidots profesionāli, visaptveroši un loģiski.
1. Impulsa platuma jēdziens
Lāzera impulsa platums attiecas uz lāzera impulsa ilgumu, kas ir galvenais parametrs, lai aprakstītu lāzera izejas laika raksturlielumus. Īpaši īsu impulsu lāzeriem (piemēram, nanosekundes, pikosekunžu un femtosekundes lāzeriem), jo īsāks impulsa platums, jo lielāka maksimālā jauda un jo mazāks termiskais efekts, kas ir piemērots precīzai apstrādei vai zinātniskiem pētījumiem.
2. Faktori, kas ietekmē lāzera impulsa platumu Lāzera impulsa platumu ietekmē dažādi faktori, galvenokārt šādi aspekti:
a. Pastiprināšanas vides raksturojums. Dažādiem pastiprināšanas vides veidiem ir unikāla enerģijas līmeņa struktūra un fluorescences dzīves ilgums, kas tieši ietekmē lāzera impulsa ģenerēšanu un impulsa platumu. Piemēram, cietvielu lāzeri, Nd:YAG kristāli un Ti:Safīra kristāli ir izplatīti cietvielu lāzeru vides. Gāzes lāzeri, piemēram, oglekļa dioksīda (CO₂) lāzeri un hēlija-neona (HeNe) lāzeri, parasti rada relatīvi garus impulsus to molekulārās struktūras un ierosinātā stāvokļa īpašību dēļ; pusvadītāju lāzeri, kontrolējot nesēju rekombinācijas laiku, var sasniegt impulsa platumu no nanosekundēm līdz pikosekundēm.
Lāzera rezonatora konstrukcijai ir būtiska ietekme uz impulsa platumu, tostarp: rezonatora garums, lāzera rezonatora garums nosaka laiku, kas nepieciešams, lai gaisma atkal un atkal pārvietotos rezonatorā, garāks rezonators nodrošinās garāku impulsa platumu, savukārt īsāks rezonators veicina īpaši īsu impulsu ģenerēšanu; Atstarošana: atstarotājs ar augstu atstarošanu var palielināt fotonu blīvumu rezonatorā, tādējādi uzlabojot pastiprinājuma efektu, bet pārāk augsta atstarošana var palielināt zudumus rezonatorā un ietekmēt impulsa platuma stabilitāti; Pastiprināšanas vides pozīcija un pastiprināšanas vides pozīcija rezonatorā ietekmēs arī mijiedarbības laiku starp fotonu un pastiprināšanas vidi un pēc tam ietekmēs impulsa platumu.
c. Q-pārslēgšanas tehnoloģija un režīma bloķēšanas tehnoloģija ir divi svarīgi līdzekļi impulsa lāzera izejas un impulsa platuma regulēšanas realizēšanai.
d. Sūkņa avots un sūkņa režīms Sūkņa avota jaudas stabilitātei un sūkņa režīma izvēlei ir arī būtiska ietekme uz impulsa platumu.
3. Izplatītākās impulsa platuma kontroles metodes
a. Mainiet lāzera darba režīmu: lāzera darba režīms tieši ietekmēs tā impulsa platumu. Impulsa platumu var kontrolēt, pielāgojot šādus parametrus: sūkņa avota frekvenci un intensitāti, sūkņa avota enerģijas ievadi un daļiņu populācijas inversijas pakāpi pastiprināšanas vidē; izejas lēcas atstarošanas spēja maina atgriezeniskās saites efektivitāti rezonatorā, tādējādi ietekmējot impulsa veidošanās procesu.
b. Impulsa formas regulēšana: netieši regulējiet impulsa platumu, mainot lāzera impulsa formu.
c. Strāvas modulācija: mainot barošanas avota izejas strāvu, tiek regulēts elektroniskās enerģijas līmeņu sadalījums lāzera vidē un pēc tam mainīts impulsa platums. Šai metodei ir ātrs reakcijas ātrums, un tā ir piemērota lietojumprogrammu scenārijiem, kuros nepieciešama ātra regulēšana.
d. Slēdža modulācija: kontrolējot lāzera pārslēgšanas stāvokli, lai pielāgotu impulsa platumu.
e. Temperatūras kontrole: temperatūras izmaiņas ietekmēs lāzera elektronu enerģijas līmeņa struktūru, tādējādi netieši ietekmējot impulsa platumu.
f. Izmantojiet modulācijas tehnoloģiju: modulācijas tehnoloģija ir efektīvs līdzeklis impulsa platuma precīzai kontrolei.
Lāzera modulācijaTehnoloģija ir tehnoloģija, kas izmanto lāzeru kā nesēju un ielādējas uz tā informāciju. Atkarībā no attiecībām ar lāzeru to var iedalīt iekšējā modulācijā un ārējā modulācijā. Iekšējā modulācija attiecas uz modulācijas režīmu, kurā modulētais signāls tiek ielādēts lāzera svārstību procesā, lai mainītu lāzera svārstību parametrus un tādējādi mainītu lāzera izejas raksturlielumus. Ārējā modulācija attiecas uz modulācijas režīmu, kurā modulācijas signāls tiek pievienots pēc lāzera izveidošanas, un izejas lāzera īpašības tiek mainītas, nemainot lāzera svārstību parametrus.
Modulācijas tehnoloģiju var klasificēt arī pēc nesēja modulācijas formām, tostarp analogās modulācijas, impulsa modulācijas, digitālās modulācijas (impulsa koda modulācijas); Saskaņā ar modulācijas parametriem to iedala intensitātes modulācijā un fāzes modulācijā.
Intensitātes modulatorsImpulsa platumu kontrolē, pielāgojot lāzera gaismas intensitātes izmaiņas.
Fāzes modulatorsImpulsa platumu regulē, mainot gaismas viļņa fāzi.
Fāzes bloķēts pastiprinātājs: Izmantojot fāzes bloķēta pastiprinātāja modulāciju, lāzera impulsa platumu var precīzi regulēt.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 24. marts