Контрола на ширината на пулсот наконтрола на ласерски пулстехнологија
Контролата на пулсот на ласерот е една од клучните алки воласерска технологија, што директно влијае на перформансите и ефектот на примена на ласерот. Овој труд систематски ќе ги разгледа контролата на ширината на импулсот, контролата на фреквенцијата на импулсот и поврзаната технологија за модулација, и ќе се стреми да биде професионален, сеопфатен и логичен.
1. Концепт на ширина на пулсот
Ширината на пулсот на ласерот се однесува на времетраењето на ласерскиот пулс, што е клучен параметар за опишување на временските карактеристики на излезот на ласерот. За ултракратки пулсни ласери (како што се наносекундни, пикосекундни и фемтосекундни ласери), колку е пократка ширината на пулсот, толку е поголема врвната моќност и толку е помал термичкиот ефект, што е погодно за прецизна машинска обработка или научни истражувања.
2. Фактори што влијаат на ширината на ласерскиот импулс Ширината на импулсот на ласерот е под влијание на различни фактори, главно вклучувајќи ги следниве аспекти:
a. Карактеристики на медиумот за засилување. Различните видови медиуми за засилување имаат единствена структура на енергетско ниво и животен век на флуоресценција, што директно влијае на генерирањето и ширината на импулсот на ласерскиот импулс. На пример, ласерите во цврста состојба, Nd:YAG кристалите и Ti:Sapphire кристалите се вообичаени ласерски медиуми во цврста состојба. Гасните ласери, како што се ласерите со јаглерод диоксид (CO₂) и хелиум-неонските (HeNe) ласери, обично произведуваат релативно долги импулси поради нивната молекуларна структура и својства на возбудена состојба; Полупроводничките ласери, со контролирање на времето на рекомбинација на носителите, можат да постигнат ширина на импулсите што се движи од наносекунди до пикосекунди.
Дизајнот на ласерската празнина има значително влијание врз ширината на пулсот, вклучувајќи: должината на празнината, должината на ласерската празнина го одредува времето потребно светлината да патува уште еднаш и повторно во празнината, подолгата празнина ќе доведе до подолга ширина на пулсот, додека пократката празнина е погодна за генерирање на ултракратки импулси; Рефлектанца: Рефлектор со висока рефлектанца може да ја зголеми густината на фотоните во празнината, со што ќе се подобри ефектот на засилување, но превисоката рефлектанца може да го зголеми губитокот во празнината и да влијае на стабилноста на ширината на пулсот; Позицијата на медиумот за засилување и положбата на медиумот за засилување во празнината, исто така, ќе влијаат на времето на интеракција помеѓу фотонот и медиумот за засилување, а потоа ќе влијаат на ширината на пулсот.
в. Технологијата Q-префрлување и технологијата за заклучување на режими се две важни средства за реализација на излез на пулсен ласер и регулација на ширината на пулсот.
г. Извор на пумпа и режим на пумпа Стабилноста на моќноста на изворот на пумпата и изборот на режим на пумпата исто така имаат важно влијание врз ширината на импулсот.
3. Вообичаени методи за контрола на ширината на импулсот
a. Промена на режимот на работа на ласерот: режимот на работа на ласерот директно ќе влијае на ширината на неговиот импулс. Ширината на импулсот може да се контролира со прилагодување на следните параметри: фреквенцијата и интензитетот на изворот на пумпата, влезната енергија на изворот на пумпата и степенот на инверзија на популацијата на честички во медиумот за засилување; Рефлективноста на излезната леќа ја менува ефикасноста на повратната информација во резонаторот, со што влијае на процесот на формирање на импулси.
б. Контрола на обликот на пулсот: индиректно прилагодување на ширината на пулсот со промена на обликот на ласерскиот пулс.
в. Модулација на струја: Со промена на излезната струја на напојувањето за регулирање на распределбата на електронските нивоа на енергија во ласерскиот медиум, а потоа промена на ширината на импулсот. Овој метод има брза брзина на одговор и е погоден за сценарија на примена кои бараат брзо прилагодување.
d. Модулација на прекинувач: со контролирање на состојбата на прекинувачот на ласерот за прилагодување на ширината на пулсот.
e. Контрола на температурата: промените на температурата ќе влијаат на структурата на енергетското ниво на електроните на ласерот, со што индиректно ќе влијаат на ширината на пулсот.
f. Користете технологија на модулација: Технологијата на модулација е ефикасно средство за прецизно контролирање на ширината на импулсот.
Ласерска модулацијаТехнологијата е технологија што користи ласер како носител и вчитува информации на него. Според односот со ласерот, може да се подели на внатрешна модулација и надворешна модулација. Внатрешната модулација се однесува на режим на модулација во кој модулираниот сигнал се вчитува во процесот на ласерска осцилација за да се променат параметрите на ласерската осцилација и со тоа да се променат излезните карактеристики на ласерот. Надворешната модулација се однесува на режим на модулација во кој модулацискиот сигнал се додава откако ќе се формира ласерот, а својствата на излезниот ласер се менуваат без да се променат параметрите на осцилацијата на ласерот.
Технологијата на модулација може да се класифицира и според формите на модулација на носителот, вклучувајќи аналогна модулација, импулсна модулација, дигитална модулација (модулација на импулсен код); Според параметрите на модулација, таа е поделена на модулација на интензитет и фазна модулација.
Модулатор на интензитетШирината на пулсот се контролира со прилагодување на промената на интензитетот на ласерската светлина.
Фазен модулаторШирината на пулсот се прилагодува со промена на фазата на светлинскиот бран.
Фазно-заклучен засилувач: Преку модулацијата на фазно-заклучениот засилувач, ширината на ласерскиот импулс може прецизно да се прилагоди.
Време на објавување: 24 март 2025 година