Импульстік жиілікті басқарулазерлік импульсті басқару технологиясы
1. Импульс жиілігі, лазерлік импульс жиілігі (импульсті қайталау жиілігі) ұғымы бірлік уақыт ішінде шығарылатын лазерлік импульстардың санын білдіреді, әдетте Герцпен (Гц) өлшенеді. Жоғары жиілікті импульстар жоғары қайталау жиілігін қолдану үшін жарамды, ал төмен жиілікті импульстар жоғары энергиялы бір импульсті тапсырмалар үшін жарамды.
2. Қуат, импульс ені және жиілік арасындағы байланыс Лазерлік жиілікті басқарудан бұрын алдымен қуат, импульс ені және жиілік арасындағы байланысты түсіндіру қажет. Лазерлік қуат, жиілік және импульс ені арасында күрделі өзара әрекеттесу бар, және параметрлердің бірін реттеу әдетте қолдану әсерін оңтайландыру үшін қалған екі параметрді ескеруді қажет етеді.
3. Импульстік жиілікті басқарудың кең таралған әдістері
a. Сыртқы басқару режимі жиілік сигналын қуат көзінен тыс жүктейді және жүктеу сигналының жиілігі мен жұмыс циклін басқару арқылы лазер импульсінің жиілігін реттейді. Бұл шығыс импульсін жүктеме сигналымен синхрондауға мүмкіндік береді, бұл оны дәл басқаруды қажет ететін қолданбаларға жарамды етеді.
b. Ішкі басқару режимі Жиілікті басқару сигналы қосымша сыртқы сигнал кірісінсіз жетектің қуат көзіне кіріктірілген. Пайдаланушылар икемділікті арттыру үшін бекітілген кіріктірілген жиілікті немесе реттелетін ішкі басқару жиілігін таңдай алады.
c. Резонатордың ұзындығын реттеу немесеэлектрооптикалық модуляторЛазердің жиілік сипаттамаларын резонатордың ұзындығын реттеу немесе электрооптикалық модуляторды пайдалану арқылы өзгертуге болады. Жоғары жиілікті реттеудің бұл әдісі көбінесе орташа қуатты жоғары және импульстің қысқа енін қажет ететін қолданбаларда, мысалы, лазерлік микроөңдеу және медициналық бейнелеуде қолданылады.
d. Акустикалық модулятор(AOM Modulator) лазерлік импульсті басқару технологиясының импульстік жиілікті басқаруға арналған маңызды құралы болып табылады.AOM модуляторылазер сәулесін модуляциялау және басқару үшін акустикалық-оптикалық әсерді (яғни, дыбыс толқынының механикалық тербеліс қысымы сыну көрсеткішін өзгертеді) пайдаланады.
4. Сыртқы модуляциямен салыстырғанда қуысішілік модуляция технологиясы жоғары энергияны, шың қуатын тиімдірек өндіре аладыимпульстік лазерТөменде қуысішілік модуляцияның төрт кең таралған әдісі келтірілген:
a. Сорғы көзін жылдам модуляциялау арқылы күшейту ортасының бөлшектер санының инверсиясы мен күшейту коэффициенті тез орнатылады, бұл ынталандырылған сәулелену жылдамдығынан асып түседі, бұл қуыстағы фотондардың күрт артуына және қысқа импульсті лазердің пайда болуына әкеледі. Бұл әдіс әсіресе жартылай өткізгіш лазерлерде кең таралған, олар бірнеше гигагерц қайталану жиілігімен наносекундтардан ондаған пикосекундтарға дейінгі импульстарды шығара алады және деректерді беру жылдамдығы жоғары оптикалық байланыс саласында кеңінен қолданылады.
Q қосқышы (Q-қосқыш) Q қосқыштары лазер қуысына жоғары шығындарды енгізу арқылы оптикалық кері байланысты басады, бұл айдау процесінің табалдырықтан әлдеқайда асып түсетін бөлшектер популяциясының кері айналуын тудыруға мүмкіндік береді, бұл көп мөлшерде энергияны сақтайды. Кейіннен қуыстағы шығын тез азаяды (яғни, қуыстың Q мәні артады) және оптикалық кері байланыс қайтадан қосылады, осылайша сақталған энергия өте қысқа жоғары қарқынды импульстар түрінде босатылады.
c. Режимді құлыптау лазер қуысындағы әртүрлі бойлық режимдер арасындағы фазалық қатынасты басқару арқылы пикосекундтық немесе тіпті фемтосекундтық деңгейдегі ультра қысқа импульстарды тудырады. Режимді құлыптау технологиясы пассивті режимді құлыптау және белсенді режимді құлыптау болып бөлінеді.
d. Қуысты демпинг Резонатордағы фотондардағы энергияны сақтау, фотондарды тиімді байланыстыру үшін төмен шығынды қуыс айнасын пайдалану, қуыста белгілі бір уақыт ішінде төмен шығынды күйді сақтау арқылы. Бір айналым циклінен кейін күшті импульс қуыстан акустикалық-оптикалық модулятор немесе электро-оптикалық жапқыш сияқты ішкі қуыс элементін тез ауыстыру арқылы «дем алынады» және қысқа импульсті лазер шығарылады. Q-коммутациясымен салыстырғанда, қуысты босату жоғары қайталау жиілігінде (мысалы, бірнеше мегагерц) бірнеше наносекунд импульс енін сақтай алады және әсіресе жоғары қайталау жиілігі мен қысқа импульстарды қажет ететін қолданбалар үшін жоғары импульс энергияларын алуға мүмкіндік береді. Басқа импульс генерациялау әдістерімен біріктірілгенде, импульс энергиясын одан әрі жақсартуға болады.
Импульсті бақылаулазеримпульс енін басқаруды, импульс жиілігін басқаруды және көптеген модуляция әдістерін қамтитын күрделі және маңызды процесс. Осы әдістерді ақылға қонымды таңдау және қолдану арқылы лазердің өнімділігін әртүрлі қолдану сценарийлерінің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін дәл реттеуге болады. Болашақта жаңа материалдар мен жаңа технологиялардың үздіксіз пайда болуымен лазерлердің импульсті басқару технологиясы көбірек жетістіктерге жетеді және дамуына ықпал етеді.лазерлік технологияжоғары дәлдік және кеңірек қолдану бағытында.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 25 наурыз