Kontrol lebar pulsakontrol pulsa laserteknologi
Kontrol pulsa laser adalah salah satu tautan utama dalamteknologi laser, yang secara langsung memengaruhi kinerja dan efek aplikasi laser. Makalah ini akan secara sistematis memilah kontrol lebar pulsa, kontrol frekuensi pulsa, dan teknologi modulasi terkait, dan berusaha untuk menjadi profesional, komprehensif, dan logis.
1. Konsep lebar pulsa
Lebar Pulsa laser mengacu pada durasi pulsa laser, yang merupakan parameter kunci untuk menggambarkan karakteristik waktu keluaran laser. Untuk laser pulsa ultra-pendek (seperti laser nanosecond, picosecond, dan femtosecond), semakin pendek lebar pulsa, semakin tinggi daya puncak, dan semakin kecil efek termal, yang cocok untuk pemesinan presisi atau penelitian ilmiah.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi lebar pulsa laser Lebar pulsa laser dipengaruhi oleh berbagai faktor, terutama meliputi aspek-aspek berikut:
a. Karakteristik media penguatan. Berbagai jenis media penguatan memiliki struktur tingkat energi dan masa pakai fluoresensi yang unik, yang secara langsung memengaruhi pembangkitan dan lebar pulsa laser. Misalnya, laser solid-state, kristal Nd:YAG, dan kristal Ti:Sapphire adalah media laser solid-state yang umum. Laser gas, seperti laser karbon dioksida (CO₂) dan laser helium-neon (HeNe), biasanya menghasilkan pulsa yang relatif panjang karena struktur molekuler dan sifat keadaan tereksitasinya; Laser semikonduktor, dengan mengendalikan waktu rekombinasi pembawa, dapat mencapai lebar pulsa mulai dari nanodetik hingga pikodetik.
Desain rongga laser memiliki dampak yang signifikan terhadap lebar pulsa, termasuk: panjang rongga, panjang rongga laser menentukan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk melakukan perjalanan sekali dan lagi di rongga, rongga yang lebih panjang akan menyebabkan lebar pulsa yang lebih panjang, sementara rongga yang lebih pendek kondusif untuk pembangkitan pulsa ultra-pendek; Reflektansi: Reflektor dengan reflektansi tinggi dapat meningkatkan kerapatan foton di rongga, sehingga meningkatkan efek perolehan, tetapi reflektansi yang terlalu tinggi dapat meningkatkan kerugian di rongga dan memengaruhi stabilitas lebar pulsa; Posisi media perolehan dan posisi media perolehan di rongga juga akan memengaruhi waktu interaksi antara foton dan media perolehan, dan kemudian memengaruhi lebar pulsa.
c. Teknologi Q-switching dan teknologi mode-locking adalah dua cara penting untuk mewujudkan keluaran laser pulsa dan pengaturan lebar pulsa.
d. Sumber pompa dan mode pompa Stabilitas daya sumber pompa dan pilihan mode pompa juga memiliki dampak penting pada lebar pulsa.
3. Metode kontrol lebar pulsa umum
a. Mengubah mode kerja laser: mode kerja laser akan secara langsung memengaruhi lebar pulsa. Lebar pulsa dapat dikontrol dengan menyesuaikan parameter berikut: frekuensi dan intensitas sumber pompa, masukan energi sumber pompa, dan tingkat inversi populasi partikel dalam media penguatan; Reflektivitas lensa keluaran mengubah efisiensi umpan balik dalam resonator, sehingga memengaruhi proses pembentukan pulsa.
b. Kontrol bentuk pulsa: sesuaikan lebar pulsa secara tidak langsung dengan mengubah bentuk pulsa laser.
c. Modulasi arus: Dengan mengubah arus keluaran catu daya untuk mengatur distribusi level energi elektronik dalam media laser, lalu mengubah lebar pulsa. Metode ini memiliki kecepatan respons yang cepat dan cocok untuk skenario aplikasi yang memerlukan penyesuaian cepat.
d. Modulasi sakelar: dengan mengendalikan status sakelar laser untuk menyesuaikan lebar pulsa.
e. Kontrol suhu: perubahan suhu akan memengaruhi struktur tingkat energi elektron laser, sehingga secara tidak langsung memengaruhi lebar pulsa.
f. Gunakan teknologi modulasi: Teknologi modulasi merupakan cara efektif untuk mengendalikan lebar pulsa secara akurat.
Modulasi laserTeknologi laser adalah teknologi yang menggunakan laser sebagai pembawa dan memuat informasi ke dalamnya. Berdasarkan hubungannya dengan laser, dapat dibagi menjadi modulasi internal dan modulasi eksternal. Modulasi internal mengacu pada mode modulasi di mana sinyal termodulasi dimuat dalam proses osilasi laser untuk mengubah parameter osilasi laser dan dengan demikian mengubah karakteristik keluaran laser. Modulasi eksternal mengacu pada mode modulasi di mana sinyal modulasi ditambahkan setelah laser terbentuk, dan sifat laser keluaran diubah tanpa mengubah parameter osilasi laser.
Teknologi modulasi juga dapat diklasifikasikan menurut bentuk modulasi pembawa, termasuk modulasi analog, modulasi pulsa, modulasi digital (modulasi kode pulsa); Menurut parameter modulasi, dibagi menjadi modulasi intensitas dan modulasi fase.
Modulator intensitas: Lebar pulsa dikontrol dengan menyesuaikan perubahan intensitas cahaya laser.
Modulator fase: Lebar pulsa disesuaikan dengan mengubah fase gelombang cahaya.
Penguat terkunci fase: Melalui modulasi penguat terkunci fase, lebar pulsa laser dapat disesuaikan secara akurat.
Waktu posting: 24-Mar-2025