Контрола ширине импулсаконтрола ласерског импулсатехнологија
Контрола импулса ласера је једна од кључних карика уласерска технологија, што директно утиче на перформансе и ефекат примене ласера. Овај рад ће систематски разврстати контролу ширине импулса, контролу фреквенције импулса и сродну технологију модулације, и тежити да буде професионалан, свеобухватан и логичан.
1. Концепт ширине импулса
Ширина импулса ласера односи се на трајање ласерског импулса, што је кључни параметар за описивање временских карактеристика ласерског излаза. Код ултракратких импулсних ласера (као што су наносекундни, пикосекундни и фемтосекундни ласери), што је краћа ширина импулса, већа је вршна снага и мањи је термички ефекат, што је погодно за прецизну обраду или научна истраживања.
2. Фактори који утичу на ширину ласерског импулса На ширину ласера утиче низ фактора, углавном укључујући следеће аспекте:
а. Карактеристике медијума за појачање. Различите врсте медијума за појачање имају јединствену структуру енергетских нивоа и век трајања флуоресценције, што директно утиче на генерисање и ширину импулса ласерског импулса. На пример, чврсти ласери, Nd:YAG кристали и Ti:Сафир кристали су уобичајени чврсти ласерски медијуми. Гасни ласери, као што су угљен-диоксидни (CO₂) ласери и хелијум-неонски (HeNe) ласери, обично производе релативно дуге импулсе због своје молекуларне структуре и својстава побуђеног стања; Полупроводнички ласери, контролисањем времена рекомбинације носача, могу постићи ширине импулса у распону од наносекунди до пикосекунди.
Дизајн ласерске шупљине има значајан утицај на ширину импулса, укључујући: дужину шупљине, дужина ласерске шупљине одређује време потребно да светлост једном и поново путује кроз шупљину, дужа шупљина ће довести до дуже ширине импулса, док краћа шупљина погодује генерисању ултракратких импулса; Рефлексија: Рефлектор са високом рефлексијом може повећати густину фотона у шупљини, чиме се побољшава ефекат појачања, али превисока рефлексија може повећати губитак у шупљини и утицати на стабилност ширине импулса; Положај медијума за појачање и положај медијума за појачање у шупљини такође ће утицати на време интеракције између фотона и медијума за појачање, а затим утицати на ширину импулса.
ц. Технологија Q-прекидача и технологија закључавања мода су два важна начина за реализацију импулсног ласерског излаза и регулације ширине импулса.
д. Извор пумпе и режим пумпе Стабилност снаге извора пумпе и избор режима пумпе такође имају важан утицај на ширину импулса.
3. Уобичајене методе контроле ширине импулса
а. Промена режима рада ласера: режим рада ласера ће директно утицати на ширину његовог импулса. Ширина импулса се може контролисати подешавањем следећих параметара: фреквенције и интензитета извора пумпе, улазне енергије извора пумпе и степена инверзије популације честица у медијуму за појачање; Рефлективност излазног сочива мења ефикасност повратне спреге у резонатору, што утиче на процес формирања импулса.
б. Контрола облика импулса: индиректно подешавање ширине импулса променом облика ласерског импулса.
ц. Модулација струје: Променом излазне струје напајања регулише се расподела нивоа електронске енергије у ласерском медијуму, а затим се мења ширина импулса. Ова метода има брзу брзину одзива и погодна је за сценарије примене који захтевају брзо подешавање.
д. Модулација прекидача: контролисањем стања прекидача ласера за подешавање ширине импулса.
е. Контрола температуре: промене температуре ће утицати на структуру енергетских нивоа електрона ласера, чиме ће индиректно утицати на ширину импулса.
ф. Користите технологију модулације: Технологија модулације је ефикасно средство за прецизну контролу ширине импулса.
Ласерска модулацијаТехнологија је технологија која користи ласер као носач и учитава информације на њега. Према односу са ласером може се поделити на интерну модулацију и екстерну модулацију. Интерна модулација се односи на режим модулације у коме се модулисани сигнал учитава у процесу ласерске осцилације како би се променили параметри ласерске осцилације и тиме промениле карактеристике излаза ласера. Екстерна модулација се односи на режим модулације у коме се модулациони сигнал додаје након што је ласер формиран, а својства излазног ласера се мењају без промене параметара осцилације ласера.
Технологија модулације се такође може класификовати према облицима модулације носача, укључујући аналогну модулацију, импулсну модулацију, дигиталну модулацију (импулсно-кодна модулација); Према параметрима модулације, подељена је на интензитетску модулацију и фазну модулацију.
Модулатор интензитетаШирина импулса се контролише подешавањем промене интензитета ласерске светлости.
Фазни модулаторШирина импулса се подешава променом фазе светлосног таласа.
Фазно закључани појачавач: Кроз модулацију фазно закључаног појачавача, ширина ласерског импулса се може прецизно подесити.
Време објаве: 24. март 2025.