Импульс енін басқарулазерлік импульсті басқарутехнология
Лазердің импульстік басқаруы негізгі буындардың бірі болып табыладылазерлік технология, бұл лазердің өнімділігі мен қолдану әсеріне тікелей әсер етеді. Бұл мақалада импульс енін басқару, импульс жиілігін басқару және онымен байланысты модуляция технологиясы жүйелі түрде қарастырылады және кәсіби, жан-жақты және логикалық болуға ұмтылады.
1. Импульс ені туралы түсінік
Лазердің импульс ені лазерлік импульстің ұзақтығын білдіреді, ол лазер шығысының уақыт сипаттамаларын сипаттайтын негізгі параметр болып табылады. Ультра қысқа импульстік лазерлер үшін (мысалы, наносекунд, пикосекунд және фемтосекундтық лазерлер) импульс ені неғұрлым қысқа болса, шың қуаты соғұрлым жоғары және жылулық әсер аз болады, бұл дәл өңдеуге немесе ғылыми зерттеулерге жарамды.
2. Лазер импульсінің еніне әсер ететін факторлар Лазер импульсінің еніне әртүрлі факторлар әсер етеді, негізінен келесі аспектілерді қоса алғанда:
a. Күшейту ортасының сипаттамалары. Күшейту орталарының әртүрлі түрлерінің бірегей энергия деңгейінің құрылымы және флуоресценциялық өмір сүру ұзақтығы бар, бұл лазерлік импульстің генерациясы мен импульс еніне тікелей әсер етеді. Мысалы, қатты денелі лазерлер, Nd:YAG кристалдары және Ti:Сафир кристалдары кең таралған қатты денелі лазерлік орталар болып табылады. Көмірқышқыл газы (CO₂) лазерлері және гелий-неон (HeNe) лазерлері сияқты газ лазерлері әдетте молекулалық құрылымы мен қозған күй қасиеттеріне байланысты салыстырмалы түрде ұзын импульстарды шығарады; Жартылай өткізгіш лазерлер тасымалдаушының рекомбинация уақытын басқару арқылы наносекундтардан пикосекундтарға дейінгі импульс еніне қол жеткізе алады.
Лазер қуысының дизайны импульс еніне айтарлықтай әсер етеді, соның ішінде: қуыстың ұзындығы, лазер қуысының ұзындығы жарықтың қуыста бір рет және қайта жүруіне қажетті уақытты анықтайды, ұзын қуыс импульс енінің ұзаруына әкеледі, ал қысқа қуыс ультра қысқа импульстардың пайда болуына ықпал етеді; Шағылысу: Жоғары шағылысу қабілеті бар шағылыстырушы қуыстағы фотон тығыздығын арттыра алады, осылайша күшейту әсерін жақсартады, бірақ тым жоғары шағылысу қуыстағы жоғалтуды арттырып, импульс енінің тұрақтылығына әсер етуі мүмкін; Күшейту ортасының орны және күшейту ортасының қуыстағы орны фотон мен күшейту ортасы арасындағы өзара әрекеттесу уақытына да әсер етеді, содан кейін импульс еніне әсер етеді.
c. Q-коммутация технологиясы және режимді құлыптау технологиясы импульстік лазер шығысын және импульс енін реттеуді жүзеге асырудың екі маңызды құралы болып табылады.
d. Сорғы көзі және сорғы режимі Сорғы көзінің қуат тұрақтылығы және сорғы режимін таңдау да импульс еніне маңызды әсер етеді.
3. Импульс енін басқарудың жалпы әдістері
a. Лазердің жұмыс режимін өзгерту: лазердің жұмыс режимі оның импульс еніне тікелей әсер етеді. Импульс енін келесі параметрлерді реттеу арқылы басқаруға болады: сорғы көзінің жиілігі мен қарқындылығы, сорғы көзінің кіріс энергиясы және күшейту ортасындағы бөлшектер популяциясының инверсия дәрежесі; Шығыс линзасының шағылыстыруы резонатордағы кері байланыс тиімділігін өзгертеді, осылайша импульстің пайда болу процесіне әсер етеді.
b. Импульс пішінін басқару: лазерлік импульстің пішінін өзгерту арқылы импульс енін жанама түрде реттеу.
c. Ток модуляциясы: Лазерлік ортадағы электрондық энергия деңгейлерінің таралуын реттеу үшін қуат көзінің шығыс тогын өзгерту, содан кейін импульс енін өзгерту арқылы. Бұл әдіс жылдам жауап беру жылдамдығына ие және жылдам реттеуді қажет ететін қолданбалы сценарийлерге жарамды.
d. Коммутациялық модуляция: импульс енін реттеу үшін лазердің коммутация күйін басқару арқылы.
e. Температураны бақылау: температураның өзгеруі лазердің электрон энергия деңгейінің құрылымына әсер етеді, осылайша импульс еніне жанама түрде әсер етеді.
f. Модуляция технологиясын қолданыңыз: Модуляция технологиясы импульс енін дәл басқарудың тиімді құралы болып табылады.
Лазерлік модуляциятехнология - лазерді тасымалдаушы ретінде пайдаланатын және оған ақпарат жүктейтін технология. Лазермен байланысына қарай ішкі модуляция және сыртқы модуляция болып бөлінеді. Ішкі модуляция дегеніміз - лазер тербелісі процесінде модуляцияланған сигнал жүктелетін және лазердің тербеліс параметрлерін өзгертетін және осылайша лазердің шығыс сипаттамаларын өзгертетін модуляция режимін білдіреді. Сыртқы модуляция дегеніміз - лазер қалыптасқаннан кейін модуляция сигналы қосылатын және лазердің тербеліс параметрлерін өзгертпестен шығыс лазерінің қасиеттері өзгертілетін модуляция режимін білдіреді.
Модуляция технологиясын тасымалдаушы модуляция нысандарына, соның ішінде аналогтық модуляцияға, импульстік модуляцияға, сандық модуляцияға (импульстік кодтық модуляцияға) сәйкес жіктеуге болады; модуляция параметрлеріне сәйкес ол қарқындылық модуляциясына және фазалық модуляцияға бөлінеді.
Қарқындылық модуляторыИмпульс ені лазер сәулесінің қарқындылығының өзгеруін реттеу арқылы басқарылады.
Фазалық модуляторИмпульс ені жарық толқынының фазасын өзгерту арқылы реттеледі.
Фазамен бекітілген күшейткіш: Фазамен бекітілген күшейткіш модуляциясы арқылы лазер импульсінің енін дәл реттеуге болады.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 24 наурыз