Pulsbreddskontroll avlaserpulskontrollteknologi
Pulsstyrningen av lasern är en av de viktigaste länkarna ilaserteknik, vilket direkt påverkar laserns prestanda och tillämpningseffekt. Denna artikel kommer systematiskt att sortera pulsbreddskontroll, pulsfrekvenskontroll och relaterad moduleringsteknik, och sträva efter att vara professionell, omfattande och logisk.
1. Begreppet pulsbredd
Laserns pulsbredd hänvisar till laserpulsens varaktighet, vilket är en nyckelparameter för att beskriva laserutgångens tidsegenskaper. För ultrakorta pulslasrar (såsom nanosekund-, pikosekund- och femtosekundlasrar) gäller att ju kortare pulsbredden är, desto högre toppeffekt och desto mindre termisk effekt, vilket är lämpligt för precisionsbearbetning eller vetenskaplig forskning.
2. Faktorer som påverkar laserpulsbredden Laserns pulsbredd påverkas av en mängd olika faktorer, främst följande aspekter:
a. Förstärkningsmediets egenskaper. Olika typer av förstärkningsmedier har unik energinivåstruktur och fluorescenstid, vilket direkt påverkar laserpulsens generering och pulsbredd. Till exempel är fasta lasrar, Nd:YAG-kristaller och Ti:safirkristaller vanliga fasta lasermedier. Gaslasrar, såsom koldioxidlasrar (CO₂) och helium-neonlasrar (HeNe), producerar vanligtvis relativt långa pulser på grund av sin molekylära struktur och exciterade tillståndsegenskaper. Halvledarlasrar kan, genom att kontrollera bärarrekombinationstiden, uppnå pulsbredder från nanosekunder till pikosekunder.
Laserhålighetens utformning har en betydande inverkan på pulsbredden, inklusive: hålighetens längd. Laserhålighetens längd bestämmer den tid det tar för ljuset att färdas en gång till i håligheten. En längre hålighet leder till en längre pulsbredd, medan en kortare hålighet bidrar till genereringen av ultrakorta pulser. Reflektans: En reflektor med hög reflektans kan öka fotondensiteten i håligheten och därigenom förbättra förstärkningseffekten, men för hög reflektans kan öka förlusten i håligheten och påverka pulsbreddsstabiliteten. Förstärkningsmediets position och förstärkningsmediets position i håligheten påverkar också interaktionstiden mellan fotonen och förstärkningsmediet, och påverkar sedan pulsbredden.
c. Q-switching-teknik och mode-locking-teknik är två viktiga sätt att realisera pulslaserutgång och pulsbreddsreglering.
d. Pumpkälla och pumpläge Pumpkällans effektstabilitet och valet av pumpläge har också en viktig inverkan på pulsbredden.
3. Vanliga metoder för pulsbreddskontroll
a. Ändra laserns arbetsläge: laserns arbetsläge påverkar direkt dess pulsbredd. Pulsbredden kan styras genom att justera följande parametrar: pumpkällans frekvens och intensitet, pumpkällans energiinmatning och graden av partikelpopulationsinversion i förstärkningsmediet; Utgångslinsens reflektivitet ändrar återkopplingseffektiviteten i resonatorn, vilket påverkar pulsbildningsprocessen.
b. Kontrollera pulsformen: justera pulsbredden indirekt genom att ändra laserpulsens form.
c. Strömmodulering: Genom att ändra strömförsörjningens utström regleras fördelningen av elektroniska energinivåer i lasermediet och sedan ändras pulsbredden. Denna metod har en snabb svarshastighet och är lämplig för tillämpningar som kräver snabb justering.
d. Brytarmodulering: genom att styra laserns bryttillstånd för att justera pulsbredden.
e. Temperaturkontroll: temperaturförändringar påverkar laserns elektronenerginivåstruktur och påverkar därmed indirekt pulsbredden.
f. Använd moduleringsteknik: Moduleringsteknik är ett effektivt sätt att noggrant kontrollera pulsbredden.
LasermoduleringTeknologi är en teknik som använder laser som bärare och laddar information på den. Enligt förhållandet till lasern kan de delas in i intern modulering och extern modulering. Intern modulering avser modulationsläget där den modulerade signalen laddas under laseroscillationsprocessen för att ändra laseroscillationsparametrarna och därmed ändra laserutgångsegenskaperna. Extern modulering avser modulationsläget där moduleringssignalen läggs till efter att lasern har bildats, och utgångslaseregenskaperna ändras utan att ändra laserns oscillationsparametrar.
Moduleringsteknik kan också klassificeras enligt bärarmoduleringsformer, inklusive analog modulering, pulsmodulering, digital modulering (pulskodmodulering); Enligt moduleringsparametrarna är den indelad i intensitetsmodulering och fasmodulering.
IntensitetsmodulatorPulsbredden styrs genom att justera förändringen av laserljusintensiteten.
FasmodulatorPulsbredden justeras genom att ändra ljusvågens fas.
Faslåst förstärkare: Genom faslåst förstärkarmodulering kan laserpulsbredden justeras exakt.
Publiceringstid: 24 mars 2025