Nadzor širine impulzalaserski impulzni nadzortehnologija
Impulzni nadzor laserja je eden ključnih členov vlaserska tehnologija, kar neposredno vpliva na delovanje in učinek uporabe laserja. Ta članek bo sistematično obravnaval krmiljenje širine impulza, krmiljenje frekvence impulzov in sorodno modulacijsko tehnologijo ter si prizadeval biti profesionalen, celovit in logičen.
1. Koncept širine impulza
Širina impulza laserja se nanaša na trajanje laserskega impulza, ki je ključni parameter za opis časovnih značilnosti laserskega izhoda. Pri laserjih z ultra kratkimi impulzi (kot so nanosekundni, pikosekundni in femtosekundni laserji) velja, da krajša kot je širina impulza, višja je maksimalna moč in manjši je toplotni učinek, kar je primerno za natančno obdelavo ali znanstvene raziskave.
2. Dejavniki, ki vplivajo na širino laserskega impulza Na širino laserskega impulza vpliva več dejavnikov, med katerimi so predvsem naslednji vidiki:
a. Značilnosti ojačevalnega medija. Različne vrste ojačevalnih medijev imajo edinstveno strukturo energijskih nivojev in življenjsko dobo fluorescence, ki neposredno vplivata na generiranje in širino laserskega impulza. Na primer, trdnostni laserji, kristali Nd:YAG in kristali Ti:Safir so pogosti trdnostni laserski mediji. Plinski laserji, kot so ogljikovodioksidni (CO₂) laserji in helij-neonski (HeNe) laserji, običajno proizvajajo relativno dolge impulze zaradi svoje molekularne strukture in lastnosti vzbujenega stanja; Polprevodniški laserji lahko z nadzorom časa rekombinacije nosilcev dosežejo širino impulzov od nanosekund do pikosekund.
Zasnova laserske votline ima pomemben vpliv na širino impulza, vključno z: dolžino votline, dolžina laserske votline določa čas, ki ga svetloba potrebuje za enkratno potovanje skozi votlino, daljša votlina bo vodila do daljše širine impulza, medtem ko krajša votlina prispeva k ustvarjanju ultra kratkih impulzov; Odbojnost: Reflektor z visoko odbojnostjo lahko poveča gostoto fotonov v votlini in s tem izboljša učinek ojačanja, vendar lahko previsoka odbojnost poveča izgubo v votlini in vpliva na stabilnost širine impulza; Položaj ojačevalnega medija in položaj ojačevalnega medija v votlini bosta vplivala tudi na čas interakcije med fotonom in ojačevalnim medijem ter nato vplivala na širino impulza.
c. Tehnologija Q-preklapljanja in tehnologija zaklepanja načina sta dva pomembna načina za doseganje impulznega laserskega izhoda in regulacije širine impulza.
d. Vir črpalke in način črpanja Stabilnost moči vira črpalke in izbira načina črpanja imata prav tako pomemben vpliv na širino impulza.
3. Pogoste metode krmiljenja širine impulza
a. Spreminjanje načina delovanja laserja: način delovanja laserja neposredno vpliva na širino njegovega impulza. Širino impulza je mogoče nadzorovati z nastavljanjem naslednjih parametrov: frekvence in intenzivnosti črpalnega vira, vhodne energije črpalnega vira in stopnje inverzije populacije delcev v ojačevalnem mediju; odbojnost izhodne leče spreminja učinkovitost povratne zanke v resonatorju in s tem vpliva na proces nastajanja impulza.
b. Oblika nadzora impulza: posredno prilagodite širino impulza s spreminjanjem oblike laserskega impulza.
c. Modulacija toka: S spreminjanjem izhodnega toka napajalnika se uravnava porazdelitev elektronskih energijskih nivojev v laserskem mediju in nato spreminja širina impulza. Ta metoda ima hitro odzivno hitrost in je primerna za scenarije uporabe, ki zahtevajo hitro prilagajanje.
d. Modulacija preklapljanja: z nadzorom preklopnega stanja laserja za nastavitev širine impulza.
e. Nadzor temperature: spremembe temperature bodo vplivale na strukturo energijskih nivojev elektronov laserja in s tem posredno vplivale na širino impulza.
f. Uporabite modulacijsko tehnologijo: Modulacijska tehnologija je učinkovito sredstvo za natančno krmiljenje širine impulza.
Laserska modulacijaTehnologija je tehnologija, ki uporablja laser kot nosilec in nanj nalaga informacije. Glede na odnos do laserja jo lahko razdelimo na notranjo in zunanjo modulacijo. Notranja modulacija se nanaša na način modulacije, pri katerem se modulirani signal nalaga med procesom laserskega nihanja, da se spremenijo parametri laserskega nihanja in s tem izhodne značilnosti laserja. Zunanja modulacija se nanaša na način modulacije, pri katerem se modulacijski signal doda po oblikovanju laserja, izhodne lastnosti laserja pa se spremenijo brez spreminjanja parametrov nihanja laserja.
Modulacijsko tehnologijo lahko razvrstimo tudi glede na oblike modulacije nosilca, vključno z analogno modulacijo, pulzno modulacijo, digitalno modulacijo (pulzno kodna modulacija); Glede na parametre modulacije jo delimo na modulacijo intenzivnosti in fazno modulacijo.
Modulator intenzivnostiŠirina impulza se nadzoruje s prilagajanjem spremembe intenzivnosti laserske svetlobe.
Fazni modulatorŠirina impulza se prilagaja s spreminjanjem faze svetlobnega vala.
Fazno zaklenjen ojačevalnik: Z modulacijo fazno zaklenjenega ojačevalnika je mogoče natančno nastaviti širino laserskega impulza.
Čas objave: 24. marec 2025