Управление шириной импульсалазерный импульсный контрольтехнология
Импульсное управление лазером является одним из ключевых звеньевлазерная технология, который напрямую влияет на производительность и эффект применения лазера. В этой статье будет систематически рассмотрено управление шириной импульса, управление частотой импульса и связанная с этим технология модуляции, и она будет профессиональной, всеобъемлющей и логичной.
1. Понятие длительности импульса
Ширина импульса лазера относится к длительности лазерного импульса, которая является ключевым параметром для описания временных характеристик лазерного выхода. Для сверхкоротких импульсных лазеров (таких как наносекундные, пикосекундные и фемтосекундные лазеры) чем короче ширина импульса, тем выше пиковая мощность и меньше тепловой эффект, что подходит для точной обработки или научных исследований.
2. Факторы, влияющие на ширину импульса лазера. Ширина импульса лазера зависит от множества факторов, в основном следующих:
a. Характеристики среды усиления. Различные типы среды усиления имеют уникальную структуру энергетических уровней и время жизни флуоресценции, которые напрямую влияют на генерацию и ширину импульса лазерного импульса. Например, твердотельные лазеры, кристаллы Nd:YAG и кристаллы Ti:Sapphire являются обычными твердотельными лазерными средами. Газовые лазеры, такие как лазеры на диоксиде углерода (CO₂) и гелий-неоновые (HeNe) лазеры, обычно производят относительно длинные импульсы из-за своей молекулярной структуры и свойств возбужденного состояния; Полупроводниковые лазеры, контролируя время рекомбинации носителей, могут достигать ширины импульса в диапазоне от наносекунд до пикосекунд.
Конструкция лазерного резонатора оказывает значительное влияние на ширину импульса, в том числе: длина резонатора, длина лазерного резонатора определяет время, необходимое для того, чтобы свет прошел один и снова в резонаторе, более длинный резонатор приведет к большей ширине импульса, в то время как более короткий резонатор способствует генерации сверхкоротких импульсов; Отражение: отражатель с высоким коэффициентом отражения может увеличить плотность фотонов в резонаторе, тем самым улучшая эффект усиления, но слишком высокий коэффициент отражения может увеличить потери в резонаторе и повлиять на стабильность ширины импульса; Положение усиливающей среды и положение усиливающей среды в резонаторе также повлияют на время взаимодействия между фотоном и усиливающей средой, а затем повлияют на ширину импульса.
в) Технология модуляции добротности и технология синхронизации мод являются двумя важными средствами реализации выходной мощности импульсного лазера и регулирования ширины импульса.
г. Источник накачки и режим накачки Стабильность мощности источника накачки и выбор режима накачки также оказывают важное влияние на ширину импульса.
3. Распространенные методы управления длительностью импульса
a. Измените режим работы лазера: режим работы лазера напрямую влияет на ширину его импульса. Ширину импульса можно контролировать, регулируя следующие параметры: частоту и интенсивность источника накачки, подводимую к источнику накачки энергию и степень инверсии населенности частиц в среде усиления; Отражательная способность выходной линзы изменяет эффективность обратной связи в резонаторе, тем самым влияя на процесс формирования импульса.
б) Управление формой импульса: косвенная регулировка ширины импульса путем изменения формы лазерного импульса.
c. Модуляция тока: изменение выходного тока источника питания для регулирования распределения электронных уровней энергии в лазерной среде, а затем изменение ширины импульса. Этот метод имеет высокую скорость отклика и подходит для сценариев применения, требующих быстрой настройки.
г. Модуляция переключения: управление состоянием переключения лазера для регулировки ширины импульса.
е. Контроль температуры: изменения температуры влияют на структуру уровней энергии электронов лазера, тем самым косвенно влияя на ширину импульса.
е. Используйте технологию модуляции: Технология модуляции является эффективным средством точного управления шириной импульса.
Лазерная модуляцияТехнология - это технология, которая использует лазер в качестве носителя и загружает на него информацию. По взаимосвязи с лазером можно разделить на внутреннюю модуляцию и внешнюю модуляцию. Внутренняя модуляция относится к режиму модуляции, в котором модулированный сигнал загружается в процесс лазерной генерации для изменения параметров лазерной генерации и, таким образом, изменения выходных характеристик лазера. Внешняя модуляция относится к режиму модуляции, в котором сигнал модуляции добавляется после формирования лазера, и выходные свойства лазера изменяются без изменения параметров генерации лазера.
Технологию модуляции также можно классифицировать по формам модуляции несущей, включая аналоговую модуляцию, импульсную модуляцию, цифровую модуляцию (импульсно-кодовую модуляцию); по параметрам модуляции она делится на модуляцию интенсивности и фазовую модуляцию.
модулятор интенсивности: Ширина импульса регулируется путем регулировки изменения интенсивности лазерного света.
Фазовый модулятор: Ширина импульса регулируется путем изменения фазы световой волны.
Фазовый усилитель: благодаря фазовой модуляции усилителя можно точно регулировать ширину лазерного импульса.
Время публикации: 24-03-2025