Impulzusfrekvencia-szabályozáslézerimpulzus-vezérlő technológia
1. Az impulzusfrekvencia, a lézerimpulzus-ráta (impulzusismétlési ráta) fogalma az időegység alatt kibocsátott lézerimpulzusok számára utal, általában hertzben (Hz). A nagyfrekvenciás impulzusok nagy ismétlési rátájú alkalmazásokhoz alkalmasak, míg az alacsony frekvenciájú impulzusok nagy energiájú, egyszeres impulzusos feladatokhoz.
2. A teljesítmény, az impulzusszélesség és a frekvencia közötti kapcsolat A lézerfrekvencia-szabályozás előtt először meg kell magyarázni a teljesítmény, az impulzusszélesség és a frekvencia közötti kapcsolatot. A lézerteljesítmény, a frekvencia és az impulzusszélesség között összetett kölcsönhatás van, és az egyik paraméter beállítása általában megköveteli a másik két paraméter figyelembevételét az alkalmazás hatásának optimalizálása érdekében.
3. Gyakori impulzusfrekvencia-szabályozási módszerek
a. A külső vezérlési mód a tápegységen kívülről tölti be a frekvenciajelet, és a lézerimpulzus frekvenciáját a terhelőjel frekvenciájának és kitöltési tényezőjének szabályozásával állítja be. Ez lehetővé teszi a kimeneti impulzus szinkronizálását a terhelőjellel, így alkalmassá téve a precíz vezérlést igénylő alkalmazásokhoz.
b. Belső vezérlési mód A frekvenciaszabályozó jel a meghajtó tápegységébe van beépítve, további külső jelbemenet nélkül. A felhasználók választhatnak egy fix beépített frekvencia vagy egy állítható belső vezérlési frekvencia között a nagyobb rugalmasság érdekében.
c. A rezonátor hosszának beállítása vagyelektrooptikai modulátorA lézer frekvenciakarakterisztikái a rezonátor hosszának beállításával vagy elektrooptikai modulátor használatával módosíthatók. Ezt a nagyfrekvenciás szabályozási módszert gyakran alkalmazzák olyan alkalmazásokban, amelyek nagyobb átlagos teljesítményt és rövidebb impulzusszélességet igényelnek, például lézeres mikromegmunkálásban és orvosi képalkotásban.
d. Akusztikus optikai modulátor(AOM modulátor) fontos eszköz a lézerimpulzus-vezérlési technológia impulzusfrekvencia-szabályozásához.AOM modulátorakusztooptikai hatást (azaz a hanghullám mechanikai oszcillációs nyomása megváltoztatja a törésmutatót) használ a lézersugár modulálására és vezérlésére.
4. Az üregbe épített modulációs technológia a külső modulációhoz képest hatékonyabban képes nagy energiájú, csúcsteljesítményt generálni.impulzuslézerAz alábbiakban négy gyakori intrakavitális modulációs technikát ismertetünk:
a. Erősítéskapcsolás A pumpáló forrás gyors modulálásával az erősítési közeg részecskeszám-inverziója és az erősítési együttható gyorsan létrejön, meghaladva a stimulált sugárzási sebességet, ami a fotonok számának hirtelen növekedését és rövid impulzuslézer keletkezését eredményezi az üregben. Ez a módszer különösen gyakori a félvezető lézerekben, amelyek nanoszekundumoktól tíz pikoszekundumokig terjedő impulzusokat tudnak előállítani, több gigahertz ismétlési frekvenciával, és széles körben használják a nagy adatátviteli sebességű optikai kommunikáció területén.
Q kapcsoló (Q-kapcsolás) A Q kapcsolók elnyomják az optikai visszacsatolást azáltal, hogy nagy veszteségeket hoznak létre a lézer rezonátorában, lehetővé téve a pumpálási folyamat számára, hogy a részecskepopuláció megfordulása messze meghaladja a küszöbértéket, nagy mennyiségű energiát tárolva. Ezt követően az üreg vesztesége gyorsan csökken (azaz az üreg Q-értéke megnő), és az optikai visszacsatolás ismét bekapcsol, így a tárolt energia ultrarövid, nagy intenzitású impulzusok formájában szabadul fel.
c. A móduscsatolás pikoszekundumos vagy akár femtoszekundumos szintű ultrarövid impulzusokat generál a lézer rezgéseiben lévő különböző longitudinális módok közötti fázisviszony szabályozásával. A móduscsatolási technológia passzív móduscsatolásra és aktív móduscsatolásra oszlik.
d. Üregkiürítés A rezonátorban lévő fotonokban energiát tárolnak, egy alacsony veszteségű üregtükör segítségével hatékonyan megkötik a fotonokat, így egy ideig alacsony veszteségű állapotot tartanak fenn az üregben. Egy oda-vissza ciklus után az erős impulzust a belső üregelem, például egy akusztooptikai modulátor vagy egy elektrooptikai zár gyors kapcsolásával „kiürítik” az üregből, és egy rövid impulzuslézert bocsátanak ki. A Q-kapcsolással összehasonlítva az üregkiürítés több nanoszekundumos impulzusszélességet képes fenntartani nagy ismétlési frekvenciák (például több megahertz) mellett, és nagyobb impulzusenergiákat tesz lehetővé, különösen a nagy ismétlési frekvenciákat és rövid impulzusokat igénylő alkalmazásoknál. Más impulzusgenerálási technikákkal kombinálva az impulzusenergia tovább javítható.
Pulzusvezérléslézeregy bonyolult és fontos folyamat, amely impulzusszélesség-szabályozást, impulzusfrekvencia-szabályozást és számos modulációs technikát foglal magában. Ezen módszerek ésszerű kiválasztásával és alkalmazásával a lézer teljesítménye pontosan beállítható a különböző alkalmazási forgatókönyvek igényeinek megfelelően. A jövőben, az új anyagok és technológiák folyamatos megjelenésével, a lézerek impulzusszabályozási technológiája további áttöréseket fog hozni, és elősegíti a fejlesztését.lézertechnológiaa nagyobb pontosság és a szélesebb körű alkalmazás irányába.
Közzététel ideje: 2025. márc. 25.