Impulzusszélesség-szabályozáslézerimpulzus-vezérléstechnológia
A lézer impulzusvezérlése az egyik kulcsfontosságú láncszem alézertechnológia, ami közvetlenül befolyásolja a lézer teljesítményét és alkalmazási hatását. Ez a tanulmány szisztematikusan tárgyalja az impulzusszélesség-szabályozást, az impulzusfrekvencia-szabályozást és a kapcsolódó modulációs technológiát, és arra törekszik, hogy professzionális, átfogó és logikus legyen.
1. Az impulzusszélesség fogalma
A lézer impulzusszélessége a lézerimpulzus időtartamára utal, amely kulcsfontosságú paraméter a lézerkimenet időbeli jellemzőinek leírására. Az ultrarövid impulzuslézerek (például nanoszekundumos, pikoszekundumos és femtoszekundumos lézerek) esetében minél rövidebb az impulzusszélesség, annál nagyobb a csúcsteljesítmény, és annál kisebb a hőhatás, ami alkalmas precíziós megmunkáláshoz vagy tudományos kutatáshoz.
2. A lézer impulzusszélességét befolyásoló tényezők A lézer impulzusszélességét számos tényező befolyásolja, főként a következő szempontok:
a. Az erősítőközeg jellemzői. A különböző típusú erősítőközegek egyedi energiaszint-szerkezettel és fluoreszcencia-élettartammal rendelkeznek, amelyek közvetlenül befolyásolják a lézerimpulzus generálását és impulzusszélességét. Például a szilárdtest lézerek, az Nd:YAG kristályok és a Ti:zafír kristályok gyakori szilárdtest lézerközegek. A gázlézerek, mint például a szén-dioxid (CO₂) lézerek és a hélium-neon (HeNe) lézerek, molekulaszerkezetük és gerjesztett állapotuk tulajdonságai miatt általában viszonylag hosszú impulzusokat állítanak elő; a félvezető lézerek a vivő rekombinációs idejének szabályozásával nanoszekundumtól pikoszekundumig terjedő impulzusszélességet érhetnek el.
A lézer üregének kialakítása jelentős hatással van az impulzusszélességre, beleértve: az üreg hossza, a lézer üregének hossza határozza meg azt az időt, amely alatt a fény egyszer és újra áthalad az üregben, egy hosszabb üreg hosszabb impulzusszélességet eredményez, míg egy rövidebb üreg az ultrarövid impulzusok generálódását segíti elő; Reflektor: A nagy reflektorképességű reflektor növelheti a fotonsűrűséget az üregben, ezáltal javítva az erősítési hatást, de a túl nagy reflektorképesség növelheti az üreg veszteségét és befolyásolhatja az impulzusszélesség stabilitását; Az erősítő közeg helyzete és az erősítő közeg helyzete az üregben szintén befolyásolja a foton és az erősítő közeg közötti kölcsönhatási időt, majd az impulzusszélességet.
c. A Q-kapcsolású technológia és a móduszáras technológia két fontos eszköz az impulzuslézer kimenetének és az impulzusszélesség szabályozásának megvalósításához.
d. Szivattyúforrás és szivattyú üzemmód A szivattyúforrás teljesítménystabilitásának és a szivattyú üzemmód megválasztásának is fontos hatása van az impulzusszélességre.
3. Gyakori impulzusszélesség-szabályozási módszerek
a. Változtassa meg a lézer üzemmódját: a lézer üzemmódja közvetlenül befolyásolja az impulzusszélességét. Az impulzusszélesség a következő paraméterek beállításával szabályozható: a pumpáló forrás frekvenciája és intenzitása, a pumpáló forrás energiabevitele, valamint a részecskepopuláció inverziójának mértéke az erősítő közegben; A kimeneti lencse fényvisszaverő képessége megváltoztatja a visszacsatolás hatékonyságát a rezonátorban, ezáltal befolyásolva az impulzusképződés folyamatát.
b. Impulzus alakjának szabályozása: az impulzus szélességének közvetett beállítása a lézerimpulzus alakjának megváltoztatásával.
c. Árammoduláció: A tápegység kimeneti áramának változtatásával szabályozzák az elektronikus energiaszintek eloszlását a lézerközegben, majd megváltoztatják az impulzusszélességet. Ez a módszer gyors válaszidőt biztosít, és alkalmas olyan alkalmazási forgatókönyvekhez, amelyek gyors beállítást igényelnek.
d. Kapcsolómoduláció: a lézer kapcsolási állapotának szabályozásával állítható be az impulzusszélesség.
e. Hőmérséklet-szabályozás: a hőmérséklet-változások befolyásolják a lézer elektronenergia-szintjének szerkezetét, ezáltal közvetve az impulzusszélességet.
f. Modulációs technológia használata: A modulációs technológia hatékony eszköz az impulzusszélesség pontos szabályozására.
LézermodulációA technológia olyan technológia, amely lézert használ vivőként, és információt tölt rá. A lézerrel való kapcsolat szerint belső modulációra és külső modulációra osztható. A belső moduláció az a modulációs mód, amelyben a modulált jelet a lézeroszcilláció folyamata során betöltik, hogy megváltoztassák a lézeroszcillációs paramétereket, és ezáltal megváltoztassák a lézer kimeneti jellemzőit. A külső moduláció az a modulációs mód, amelyben a modulációs jelet a lézer létrehozása után adják hozzá, és a kimeneti lézer tulajdonságai megváltoznak a lézer oszcillációs paramétereinek megváltoztatása nélkül.
A modulációs technológia vivőmodulációs formák szerint is osztályozható, beleértve az analóg modulációt, az impulzusmodulációt, a digitális modulációt (impulzuskód-moduláció); A modulációs paraméterek szerint intenzitásmodulációra és fázismodulációra oszlik.
IntenzitásmodulátorAz impulzus szélességét a lézerfény intenzitásának változtatásával szabályozzák.
FázismodulátorAz impulzusszélességet a fényhullám fázisának változtatásával állítják be.
Fáziszárt erősítő: A fáziszárt erősítő modulációján keresztül a lézerimpulzus szélessége pontosan beállítható.
Közzététel ideje: 2025. márc. 24.