Pulsfrekvenskontroll av laserpulskontrollteknologi

Pulsfrekvenskontroll avlaserpulskontrollteknologi

1. Konseptet pulsfrekvens, laserpulsrate (Pulse Repeition Rate), refererer til antall laserpulser som sendes ut per tidsenhet, vanligvis i Hertz (Hz). Høyfrekvente pulser er egnet for applikasjoner med høy repetisjonsfrekvens, mens lavfrekvente pulser er egnet for oppgaver med høy energi og enkeltpulser.

2. Forholdet mellom effekt, pulsbredde og frekvens Før laserfrekvenskontroll må forholdet mellom effekt, pulsbredde og frekvens først forklares. Det er et komplekst samspill mellom lasereffekt, frekvens og pulsbredde, og justering av en av parameterne krever vanligvis at man tar hensyn til de to andre parameterne for å optimalisere applikasjonseffekten.

3. Vanlige metoder for pulsfrekvenskontroll

a. Ekstern kontrollmodus laster frekvenssignalet utenfor strømforsyningen, og justerer laserpulsfrekvensen ved å kontrollere frekvensen og driftssyklusen til lastesignalet. Dette gjør at utgangspulsen kan synkroniseres med lastesignalet, noe som gjør den egnet for applikasjoner som krever presis kontroll.

b. Intern kontrollmodus Frekvenskontrollsignalet er innebygd i drivenhetens strømforsyning, uten ekstra ekstern signalinngang. Brukere kan velge mellom en fast innebygd frekvens eller en justerbar intern kontrollfrekvens for større fleksibilitet.

c. Justering av lengden på resonatoren ellerelektrooptisk modulatorLaserens frekvensegenskaper kan endres ved å justere lengden på resonatoren eller bruke en elektrooptisk modulator. Denne metoden for høyfrekvensregulering brukes ofte i applikasjoner som krever høyere gjennomsnittseffekt og kortere pulsbredder, for eksempel lasermikromaskinering og medisinsk avbildning.

d. Akustisk optisk modulator(AOM-modulator) er et viktig verktøy for pulsfrekvenskontroll av laserpulskontrollteknologi.AOM-modulatorbruker akustooptisk effekt (det vil si at det mekaniske oscillasjonstrykket til lydbølger endrer brytningsindeksen) for å modulere og kontrollere laserstrålen.

4. Intrakavitetsmodulasjonsteknologi, sammenlignet med ekstern modulering, kan intrakavitetsmodulering generere høy energi og toppeffekt mer effektivtpulslaserFølgende er fire vanlige intrakavitetsmodulasjonsteknikker:

a. Forsterkningsbytte Ved å raskt modulere pumpekilden etableres forsterkningsmediets partikkeltallsinversjon og forsterkningskoeffisient raskt, og overstiger den stimulerte strålingshastigheten. Dette resulterer i en kraftig økning i fotoner i hulrommet og generering av kortpulslasere. Denne metoden er spesielt vanlig i halvlederlasere, som kan produsere pulser fra nanosekunder til titalls pikosekunder, med en repetisjonsfrekvens på flere gigahertz, og er mye brukt innen optisk kommunikasjon med høye dataoverføringshastigheter.

Q-bryter (Q-svitsjing) Q-brytere undertrykker optisk tilbakekobling ved å introdusere store tap i laserhulrommet, slik at pumpeprosessen kan produsere en partikkelpopulasjonsreversering langt utover terskelen, og lagre en stor mengde energi. Deretter reduseres tapet i hulrommet raskt (det vil si at Q-verdien til hulrommet økes), og den optiske tilbakekoblingen slås på igjen, slik at den lagrede energien frigjøres i form av ultrakorte høyintensitetspulser.

c. Moduslåsing genererer ultrakorte pulser på pikosekund- eller til og med femtosekundnivå ved å kontrollere faseforholdet mellom ulike longitudinale moduser i laserhulrommet. Moduslåsingsteknologien er delt inn i passiv moduslåsing og aktiv moduslåsing.

d. Hulromstømming Ved å lagre energi i fotonene i resonatoren, bruke et lavtap-hulromspeil for å effektivt binde fotonene, og opprettholde en lavtap-tilstand i hulrommet over en periode. Etter én rundturssyklus "dumpes" den sterke pulsen ut av hulrommet ved raskt å bytte det interne hulromselementet, for eksempel en akustooptisk modulator eller en elektrooptisk lukker, og en kortpulslaser sendes ut. Sammenlignet med Q-svitsjing kan hulromstømming opprettholde en pulsbredde på flere nanosekunder ved høye repetisjonshastigheter (for eksempel flere megahertz) og tillate høyere pulsenergier, spesielt for applikasjoner som krever høye repetisjonshastigheter og korte pulser. Kombinert med andre pulsgenereringsteknikker kan pulsenergien forbedres ytterligere.

Pulskontroll avlaserer en komplisert og viktig prosess som involverer pulsbreddekontroll, pulsfrekvenskontroll og mange modulasjonsteknikker. Gjennom fornuftig valg og anvendelse av disse metodene kan laserens ytelse justeres nøyaktig for å møte behovene til ulike bruksscenarier. I fremtiden, med den kontinuerlige fremveksten av nye materialer og ny teknologi, vil pulskontrollteknologien til lasere innlede flere gjennombrudd og fremme utviklingen avlaserteknologii retning av høyere presisjon og bredere anvendelse.