Kontrola širine impulsakontrola laserskog impulsatehnologija
Impulsna kontrola lasera je jedna od ključnih karika ulaserska tehnologija, što direktno utiče na performanse i efekat primjene lasera. Ovaj rad će sistematski obraditi kontrolu širine impulsa, kontrolu frekvencije impulsa i srodnu tehnologiju modulacije, te nastojati da bude profesionalan, sveobuhvatan i logičan.
1. Koncept širine impulsa
Širina impulsa lasera odnosi se na trajanje laserskog impulsa, što je ključni parametar za opis vremenskih karakteristika laserskog izlaza. Kod lasera sa ultra kratkim impulsima (kao što su nanosekundni, pikosekundni i femtosekundni laseri), što je kraća širina impulsa, to je veća vršna snaga i manji termički efekat, što je pogodno za preciznu obradu ili naučna istraživanja.
2. Faktori koji utiču na širinu laserskog impulsa Na širinu laserskog impulsa utiče niz faktora, a uglavnom uključuju sljedeće aspekte:
a. Karakteristike medija za pojačanje. Različite vrste medija za pojačanje imaju jedinstvenu strukturu energetskih nivoa i vijek trajanja fluorescencije, što direktno utiče na generisanje i širinu impulsa laserskog impulsa. Na primjer, laseri u čvrstom stanju, Nd:YAG kristali i Ti:Safir kristali su uobičajeni mediji za lasere u čvrstom stanju. Plinski laseri, kao što su ugljen-dioksidni (CO₂) laseri i helijum-neonski (HeNe) laseri, obično proizvode relativno duge impulse zbog svoje molekularne strukture i svojstava pobuđenog stanja; Poluprovodnički laseri, kontrolisanjem vremena rekombinacije nosioca, mogu postići širine impulsa u rasponu od nanosekundi do pikosekundi.
Dizajn laserske šupljine ima značajan utjecaj na širinu impulsa, uključujući: dužinu šupljine, dužina laserske šupljine određuje vrijeme potrebno da svjetlost jednom i ponovo prođe kroz šupljinu, duža šupljina će dovesti do duže širine impulsa, dok kraća šupljina pogoduje generiranju ultrakratkih impulsa; Refleksija: Reflektor s visokom refleksijom može povećati gustoću fotona u šupljini, čime se poboljšava efekt pojačanja, ali previsoka refleksija može povećati gubitke u šupljini i utjecati na stabilnost širine impulsa; Položaj medija za pojačanje i položaj medija za pojačanje u šupljini također će utjecati na vrijeme interakcije između fotona i medija za pojačanje, a zatim utjecati na širinu impulsa.
c. Tehnologija Q-prebacivanja i tehnologija zaključavanja moda su dva važna načina za ostvarivanje impulsnog laserskog izlaza i regulacije širine impulsa.
d. Izvor pumpe i način rada pumpe Stabilnost snage izvora pumpe i izbor načina rada pumpe također imaju važan utjecaj na širinu impulsa.
3. Uobičajene metode kontrole širine impulsa
a. Promjena načina rada lasera: način rada lasera direktno će utjecati na širinu impulsa. Širina impulsa se može kontrolirati podešavanjem sljedećih parametara: frekvencije i intenziteta izvora pumpe, unosa energije izvora pumpe i stepena inverzije populacije čestica u mediju za pojačanje; Reflektivnost izlaznog sočiva mijenja efikasnost povratne sprege u rezonatoru, što utiče na proces formiranja impulsa.
b. Kontrola oblika impulsa: indirektno podešavanje širine impulsa promjenom oblika laserskog impulsa.
c. Modulacija struje: Promjenom izlazne struje napajanja regulira se raspodjela elektronskih energetskih nivoa u laserskom mediju, a zatim se mijenja širina impulsa. Ova metoda ima brzu brzinu odziva i pogodna je za scenarije primjene koji zahtijevaju brzo podešavanje.
d. Modulacija prekidača: kontrolisanjem stanja prekidača lasera za podešavanje širine impulsa.
e. Kontrola temperature: promjene temperature će uticati na strukturu energetskih nivoa elektrona lasera, čime će indirektno uticati na širinu impulsa.
f. Koristite tehnologiju modulacije: Tehnologija modulacije je efikasno sredstvo za preciznu kontrolu širine impulsa.
Laserska modulacijaTehnologija modulacije je tehnologija koja koristi laser kao nosioca i učitava informacije na njega. Prema odnosu s laserom, može se podijeliti na internu modulaciju i eksternu modulaciju. Interna modulacija se odnosi na način modulacije u kojem se modulirani signal učitava u procesu laserske oscilacije kako bi se promijenili parametri laserske oscilacije i time promijenile karakteristike laserskog izlaza. Eksterna modulacija se odnosi na način modulacije u kojem se modulacijski signal dodaje nakon što je laser formiran, a svojstva izlaznog lasera se mijenjaju bez promjene parametara oscilacije lasera.
Modulacijska tehnologija se također može klasificirati prema oblicima modulacije nosioca, uključujući analognu modulaciju, pulsnu modulaciju, digitalnu modulaciju (pulsno-kodna modulacija); Prema parametrima modulacije, dijeli se na modulaciju intenziteta i faznu modulaciju.
Modulator intenzitetaŠirina impulsa se kontroliše podešavanjem promjene intenziteta laserske svjetlosti.
Fazni modulatorŠirina impulsa se podešava promjenom faze svjetlosnog talasa.
Fazno zaključano pojačalo: Pomoću fazno zaključane modulacije pojačala, širina laserskog impulsa se može precizno podesiti.
Vrijeme objave: 24. mart 2025.