Control d'amplada d'impuls decontrol d'impulsos làsertecnologia
El control d'impulsos del làser és un dels enllaços clau entecnologia làser, que afecta directament el rendiment i l'efecte d'aplicació del làser. Aquest article classificarà sistemàticament el control de l'amplada de pols, el control de la freqüència de pols i la tecnologia de modulació relacionada, i s'esforçarà per ser professional, complet i lògic.
1. Concepte d'amplada de pols
L'amplada de pols del làser fa referència a la durada de l'impuls làser, que és un paràmetre clau per descriure les característiques temporals de la sortida del làser. Per als làsers d'impuls ultracurt (com ara els làsers de nanosegons, picosegons i femtosegons), com més curta sigui l'amplada de pols, més alta serà la potència màxima i menor serà l'efecte tèrmic, cosa que és adequada per al mecanitzat de precisió o la investigació científica.
2. Factors que afecten l'amplada del pols làser L'amplada del pols del làser es veu afectada per diversos factors, principalment els aspectes següents:
a. Característiques del medi de guany. Els diferents tipus de medis de guany tenen una estructura de nivell d'energia i una vida útil de fluorescència úniques, que afecten directament la generació i l'amplada del pols del pols làser. Per exemple, els làsers d'estat sòlid, els cristalls Nd:YAG i els cristalls Ti:Safir són medis làser d'estat sòlid comuns. Els làsers de gas, com ara els làsers de diòxid de carboni (CO₂) i els làsers d'heli-neó (HeNe), solen produir polsos relativament llargs a causa de la seva estructura molecular i les seves propietats d'estat excitat; els làsers semiconductors, controlant el temps de recombinació del portador, poden aconseguir amplades de pols que van des de nanosegons fins a picosegons.
El disseny de la cavitat làser té un impacte significatiu en l'amplada del pols, incloent-hi: la longitud de la cavitat, la longitud de la cavitat làser determina el temps necessari perquè la llum viatgi una vegada i una altra a la cavitat, una cavitat més llarga conduirà a una amplada de pols més llarga, mentre que una cavitat més curta és propícia per a la generació de polsos ultracurts; Reflectància: un reflector amb alta reflectància pot augmentar la densitat de fotons a la cavitat, millorant així l'efecte de guany, però una reflectància massa alta pot augmentar la pèrdua a la cavitat i afectar l'estabilitat de l'amplada del pols; La posició del medi de guany i la posició del medi de guany a la cavitat també afectaran el temps d'interacció entre el fotó i el medi de guany i, a continuació, afectaran l'amplada del pols.
c. La tecnologia de commutació Q i la tecnologia de bloqueig de mode són dos mitjans importants per aconseguir la sortida de làser de pols i la regulació de l'amplada de pols.
d. Font de bombament i mode de bombament L'estabilitat de potència de la font de bombament i l'elecció del mode de bombament també tenen un impacte important en l'amplada de l'impuls.
3. Mètodes comuns de control d'amplada de pols
a. Canvieu el mode de funcionament del làser: el mode de funcionament del làser afectarà directament l'amplada del pols. L'amplada del pols es pot controlar ajustant els paràmetres següents: la freqüència i la intensitat de la font de bombament, l'entrada d'energia de la font de bombament i el grau d'inversió de la població de partícules en el medi de guany; La reflectivitat de la lent de sortida canvia l'eficiència de retroalimentació al ressonador, afectant així el procés de formació del pols.
b. Control de la forma del pols: ajusta indirectament l'amplada del pols canviant la forma del pols làser.
c. Modulació de corrent: canviant el corrent de sortida de la font d'alimentació per regular la distribució dels nivells d'energia electrònica en el medi làser i després canviant l'amplada del pols. Aquest mètode té una velocitat de resposta ràpida i és adequat per a escenaris d'aplicació que requereixen un ajust ràpid.
d. Modulació de commutació: controlant l'estat de commutació del làser per ajustar l'amplada del pols.
e. Control de temperatura: els canvis de temperatura afectaran l'estructura del nivell d'energia dels electrons del làser, afectant així indirectament l'amplada del pols.
f. Utilitzeu tecnologia de modulació: la tecnologia de modulació és un mitjà eficaç per controlar amb precisió l'amplada del pols.
Modulació làserLa tecnologia és una tecnologia que utilitza el làser com a portador i hi carrega informació. Segons la relació amb el làser, es pot dividir en modulació interna i modulació externa. La modulació interna es refereix al mode de modulació en què el senyal modulat es carrega en el procés d'oscil·lació del làser per canviar els paràmetres d'oscil·lació del làser i, per tant, canviar les característiques de sortida del làser. La modulació externa es refereix al mode de modulació en què el senyal de modulació s'afegeix després de formar el làser i les propietats del làser de sortida es modifiquen sense canviar els paràmetres d'oscil·lació del làser.
La tecnologia de modulació també es pot classificar segons les formes de modulació de portadora, incloent-hi la modulació analògica, la modulació per polsos, la modulació digital (modulació per codi de polsos); segons els paràmetres de modulació, es divideix en modulació d'intensitat i modulació de fase.
Modulador d'intensitatL'amplada del pols es controla ajustant el canvi d'intensitat de la llum làser.
Modulador de fase: L'amplada del pols s'ajusta canviant la fase de l'ona lluminosa.
Amplificador amb bloqueig de fase: mitjançant la modulació de l'amplificador amb bloqueig de fase, l'amplada del pols làser es pot ajustar amb precisió.
Data de publicació: 24 de març de 2025