Laserimpulsside juhtimistehnoloogia impulsssageduse juhtimine

Impulsssageduse juhtiminelaserimpulsside juhtimise tehnoloogia

1. Impulsisageduse, laserimpulsi kiiruse (impulsi kordumissageduse) mõiste viitab ajaühikus kiiratavate laserimpulsside arvule, tavaliselt hertsides (Hz). Kõrgsageduslikud impulsid sobivad suure kordumissagedusega rakenduste jaoks, samas kui madalsageduslikud impulsid sobivad suure energiaga üksikimpulssidega ülesannete jaoks.

2. Võimsuse, impulsi laiuse ja sageduse vaheline seos Enne lasersageduse juhtimist tuleb kõigepealt selgitada võimsuse, impulsi laiuse ja sageduse vahelist seost. Laseri võimsuse, sageduse ja impulsi laiuse vahel on keeruline vastastikmõju ning ühe parameetri reguleerimine nõuab tavaliselt kahe teise parameetri arvestamist, et rakenduse efekti optimeerida.

3. Levinud impulsssageduse juhtimise meetodid

a. Väline juhtimisrežiim laadib sagedussignaali väljaspool toiteallikat ja reguleerib laserimpulsi sagedust, juhtides laadimissignaali sagedust ja töötsüklit. See võimaldab väljundimpulsi sünkroniseerida koormussignaaliga, muutes selle sobivaks rakendusteks, mis vajavad täpset juhtimist.

b. Sisemine juhtimisrežiim Sagedusjuhtimissignaal on sisse ehitatud ajami toiteplokki ilma täiendava välise signaali sisendita. Kasutajad saavad suurema paindlikkuse tagamiseks valida fikseeritud sisseehitatud sageduse või reguleeritava sisemise juhtimissageduse vahel.

c. Resonaatori pikkuse reguleerimine võielektrooptiline modulaatorLaseri sageduskarakteristikuid saab muuta resonaatori pikkuse reguleerimise või elektrooptilise modulaatori abil. Seda kõrgsageduse reguleerimise meetodit kasutatakse sageli rakendustes, mis nõuavad suuremat keskmist võimsust ja lühemat impulsi laiust, näiteks lasermikrotöötluses ja meditsiinilises pildistamises.

d. Akustoptiline modulaator(AOM-modulaator) on oluline tööriist laserimpulsside juhtimistehnoloogia impulsssageduse juhtimiseks.AOM-modulaatorkasutab laserkiire moduleerimiseks ja juhtimiseks akustilist optilist efekti (st helilaine mehaaniline võnkumisrõhk muudab murdumisnäitajat).

4. Siseõõnsuse modulatsioonitehnoloogia abil saab välise modulatsiooniga võrreldes õõnsusesisene modulatsioon tõhusamalt genereerida suurt energiat ja tippvõimsust.impulsslaserJärgnevalt on toodud neli levinud õõnsusesisest modulatsioonitehnikat:

a. Võimenduslülitus Pumbaallika kiire moduleerimisega saavutatakse kiiresti võimenduskeskkonna osakeste arvu inversioon ja võimendustegur, mis ületavad stimuleeritud kiirguskiiruse, mille tulemuseks on footonite järsk suurenemine õõnsuses ja lühiimpulsslaseri teke. See meetod on eriti levinud pooljuhtlaserites, mis suudavad tekitada impulsse nanosekunditest kuni kümnete pikosekunditeni, kordumissagedusega mitu gigahertsi, ning seda kasutatakse laialdaselt optilise side valdkonnas, kus on vaja suurt andmeedastuskiirust.

Q-lüliti (Q-lülitus) Q-lülitid summutavad optilist tagasisidet, tekitades laseri õõnsuses suuri kadusid, võimaldades pumpamisprotsessil tekitada osakeste populatsiooni pöördumise, mis ületab läve tunduvalt, salvestades suure hulga energiat. Seejärel väheneb õõnsuse kadu kiiresti (st õõnsuse Q-väärtus suureneb) ja optiline tagasiside lülitatakse uuesti sisse, nii et salvestatud energia vabaneb ülilühikeste suure intensiivsusega impulsside kujul.

c. Moodilukustus genereerib laserõõnsuses erinevate pikisuunaliste moodide faasisuhet juhtides ülilühikesi impulsse pikosekundi või isegi femtosekundi tasemel. Moodilukustuse tehnoloogia jaguneb passiivseks moodilukustuseks ja aktiivseks moodilukustuseks.

d. Õõnsuse tühjendamine (Cavity Dumping) Salvestades energiat resonaatoris olevates footonites ja kasutades footonite tõhusaks sidumiseks väikese kadudega õõnsuspeeglit, säilitatakse õõnsuses teatud aja jooksul väikese kadudega olek. Pärast ühte edasi-tagasi tsüklit "väljastatakse" tugev impulss õõnsusest välja, lülitades kiiresti sisemise õõnsuse elemendi, näiteks akustilis-optilise modulaatori või elektrooptilise katiku, ja kiiratakse lühikese impulsiga laser. Võrreldes Q-lülitusega võimaldab õõnsuse tühjendamine säilitada mitme nanosekundilise impulsi laiuse suure kordumissageduse (näiteks mõne megahertsi) juures ja võimaldada suuremaid impulsienergiaid, eriti rakendustes, mis nõuavad suurt kordumissagedust ja lühikesi impulsse. Koos teiste impulsi genereerimise tehnikatega saab impulsienergiat veelgi parandada.

Pulsikontrolllaseron keeruline ja oluline protsess, mis hõlmab impulsi laiuse ja sageduse juhtimist ning paljusid modulatsioonitehnikaid. Nende meetodite mõistliku valiku ja rakendamise abil saab laseri jõudlust täpselt reguleerida vastavalt erinevate rakendusstsenaariumide vajadustele. Tulevikus, uute materjalide ja tehnoloogiate pideva ilmumisega, toob laserite impulssjuhtimise tehnoloogia kaasa rohkem läbimurdeid ja soodustab ...lasertehnoloogiasuurema täpsuse ja laiema rakenduse suunas.