Impulsi laiuse reguleeriminelaserimpulsside juhtiminetehnoloogia
Laseri impulssjuhtimine on üks võtmelülisidlasertehnoloogia, mis mõjutab otseselt laseri jõudlust ja rakendusefekti. See artikkel käsitleb süstemaatiliselt impulsi laiuse juhtimist, impulsi sageduse juhtimist ja sellega seotud modulatsioonitehnoloogiat ning püüab olla professionaalne, põhjalik ja loogiline.
1. Impulsi laiuse mõiste
Laseri impulsi laius viitab laserimpulsi kestusele, mis on laseri väljundi ajalisi omadusi kirjeldav põhiparameeter. Ülimalt lühikeste impulsslaserite (näiteks nanosekundiliste, pikosekundiliste ja femtosekundiliste laserite) puhul on lühema impulsi laiuse korral suurem tippvõimsus ja väiksem termiline efekt, mis sobib täppistöötluseks või teaduslikuks uurimistööks.
2. Laseri impulsi laiust mõjutavad tegurid Laseri impulsi laiust mõjutavad mitmed tegurid, sealhulgas peamiselt järgmised aspektid:
a. Võimenduskeskkonna omadused. Erinevat tüüpi võimenduskeskkondadel on ainulaadne energiataseme struktuur ja fluorestsentsi eluiga, mis mõjutavad otseselt laserimpulsi genereerimist ja impulsi laiust. Näiteks on tahkislaserid, Nd:YAG kristallid ja Ti:safiirkristallid tavalised tahkislaserid. Gaasilaserid, näiteks süsinikdioksiidi (CO₂) laserid ja heelium-neooni (HeNe) laserid, tekitavad oma molekulaarstruktuuri ja ergastatud oleku omaduste tõttu tavaliselt suhteliselt pikki impulsse; pooljuhtlaserid suudavad laengukandjate rekombinatsiooniaega kontrollides saavutada impulsi laiuse nanosekunditest pikosekunditeni.
Laserõõnsuse konstruktsioonil on impulsi laiusele oluline mõju, sealhulgas: õõnsuse pikkus, laserõõnsuse pikkus määrab aja, mis kulub valguse korduvaks läbimiseks õõnsuses, pikem õõnsus viib pikema impulsi laiuseni, samas kui lühem õõnsus soodustab ülilühikeste impulsside teket; Peegeldusvõime: kõrge peegeldusvõimega reflektor võib suurendada footoni tihedust õõnsuses, parandades seeläbi võimendusefekti, kuid liiga kõrge peegeldusvõime võib suurendada õõnsuse kadu ja mõjutada impulsi laiuse stabiilsust; Võimenduskeskkonna asukoht ja võimenduskeskkonna asukoht õõnsuses mõjutavad ka footoni ja võimenduskeskkonna vahelist interaktsiooniaega ning seejärel impulsi laiust.
c. Q-lülitustehnoloogia ja režiimilukustustehnoloogia on kaks olulist vahendit impulsslaseri väljundi ja impulsi laiuse reguleerimiseks.
d. Pumbaallikas ja pumba režiim Pumbaallika võimsusstabiilsus ja pumba režiimi valik mõjutavad oluliselt ka impulsi laiust.
3. Levinud impulsi laiuse juhtimise meetodid
a. Muutke laseri töörežiimi: laseri töörežiim mõjutab otseselt selle impulsi laiust. Impulsi laiust saab reguleerida järgmiste parameetrite muutmise abil: pumbaallika sagedus ja intensiivsus, pumbaallika energiasisend ning osakeste populatsiooni inversiooni aste võimenduskeskkonnas; väljundläätse peegelduvus muudab tagasiside efektiivsust resonaatoris, mõjutades seeläbi impulsi moodustumise protsessi.
b. Impulsi kuju reguleerimine: impulsi laiust saab kaudselt reguleerida laserimpulsi kuju muutmise teel.
c. Voolu modulatsioon: Toiteallika väljundvoolu muutmine reguleerib elektroonilise energia taseme jaotust laserkeskkonnas ja seejärel impulsi laiust. Sellel meetodil on kiire reageerimiskiirus ja see sobib rakenduste jaoks, mis nõuavad kiiret reguleerimist.
d. Lüliti modulatsioon: impulsi laiuse reguleerimiseks reguleeritakse laseri lülitusolekut.
e. Temperatuuri reguleerimine: temperatuuri muutused mõjutavad laseri elektronenergia taseme struktuuri, mõjutades seeläbi kaudselt impulsi laiust.
f. Kasutage modulatsioonitehnoloogiat: modulatsioonitehnoloogia on tõhus vahend impulsi laiuse täpseks reguleerimiseks.
LasermodulatsioonTehnoloogia on tehnoloogia, mis kasutab laserit infokandjana ja laadib sellele informatsiooni. Laseriga seose järgi saab seda jagada sisemiseks ja väliseks modulatsiooniks. Sisemine modulatsioon viitab modulatsioonirežiimile, milles moduleeritud signaal laaditakse laseri võnkumise käigus, et muuta laseri võnkumisparameetreid ja seega muuta laseri väljundomadusi. Väline modulatsioon viitab modulatsioonirežiimile, milles modulatsioonisignaal lisatakse pärast laseri moodustamist ja väljundlaseri omadusi muudetakse ilma laseri võnkumisparameetreid muutmata.
Modulatsioonitehnoloogiat saab liigitada ka kandesageduse modulatsiooni vormide järgi, sealhulgas analoogmodulatsioon, impulssmodulatsioon, digitaalmodulatsioon (impulsskoodmodulatsioon); modulatsiooni parameetrite järgi jaguneb see intensiivsusmodulatsiooniks ja faasimodulatsiooniks.
Intensiivsuse modulaatorImpulsi laiust reguleeritakse laservalguse intensiivsuse muutuse reguleerimisega.
FaasimodulaatorImpulsi laiust reguleeritakse valguslaine faasi muutmise teel.
Faasilukuga võimendi: Faasilukuga võimendi modulatsiooni abil saab laserimpulsi laiust täpselt reguleerida.
Postituse aeg: 24. märts 2025