Pulsbreddekontroll avlaserpulskontrollteknologi
Pulskontrollen til laseren er en av nøkkelleddene ilaserteknologi, som direkte påvirker ytelsen og anvendelseseffekten til laseren. Denne artikkelen vil systematisk sortere pulsbreddekontroll, pulsfrekvenskontroll og relatert modulasjonsteknologi, og strebe etter å være profesjonell, omfattende og logisk.
1. Konseptet pulsbredde
Pulsbredden til laseren refererer til varigheten av laserpulsen, som er en nøkkelparameter for å beskrive tidsegenskapene til laserutgangen. For ultrakorte pulslasere (som nanosekund-, pikosekund- og femtosekundlasere) gjelder at jo kortere pulsbredden er, desto høyere toppeffekt og desto mindre termisk effekt, noe som er egnet for presisjonsmaskinering eller vitenskapelig forskning.
2. Faktorer som påvirker laserpulsbredden Laserens pulsbredde påvirkes av en rekke faktorer, hovedsakelig inkludert følgende aspekter:
a. Kjennetegn ved forsterkningsmediet. Ulike typer forsterkningsmedier har unik energinivåstruktur og fluorescenslevetid, som direkte påvirker genereringen og pulsbredden til laserpulsen. For eksempel er faststofflasere, Nd:YAG-krystaller og Ti:safirkrystaller vanlige faststofflasermedier. Gasslasere, som karbondioksid (CO₂)-lasere og helium-neon (HeNe)-lasere, produserer vanligvis relativt lange pulser på grunn av deres molekylære struktur og eksiterte tilstandsegenskaper. Halvlederlasere kan, ved å kontrollere bærerrekombinasjonstiden, oppnå pulsbredder fra nanosekunder til pikosekunder.
Utformingen av laserhulrommet har en betydelig innvirkning på pulsbredden, inkludert: lengden på hulrommet. Lengden på laserhulrommet bestemmer tiden det tar for lyset å bevege seg gang på gang i hulrommet. Et lengre hulrom vil føre til en lengre pulsbredde, mens et kortere hulrom bidrar til generering av ultrakorte pulser. Refleksjon: En reflektor med høy reflektans kan øke fotontettheten i hulrommet, og dermed forbedre forsterkningseffekten, men for høy reflektans kan øke tapet i hulrommet og påvirke pulsbreddestabiliteten. Plasseringen av forsterkningsmediet og plasseringen av forsterkningsmediet i hulrommet vil også påvirke interaksjonstiden mellom fotonet og forsterkningsmediet, og deretter påvirke pulsbredden.
c. Q-svitsjteknologi og moduslåseteknologi er to viktige måter å realisere pulslaserutgang og pulsbredderegulering på.
d. Pumpekilde og pumpemodus Pumpekildens effektstabilitet og valg av pumpemodus har også en viktig innvirkning på pulsbredden.
3. Vanlige metoder for pulsbreddekontroll
a. Endre laserens arbeidsmodus: Laserens arbeidsmodus vil direkte påvirke pulsbredden. Pulsbredden kan kontrolleres ved å justere følgende parametere: frekvensen og intensiteten til pumpekilden, energitilførselen til pumpekilden og graden av partikkelpopulasjonsinversjon i forsterkningsmediet. Refleksjonsevnen til utgangslinsen endrer tilbakekoblingseffektiviteten i resonatoren, og påvirker dermed pulsdannelsesprosessen.
b. Kontroll av pulsform: juster pulsbredden indirekte ved å endre formen på laserpulsen.
c. Strømmodulering: Ved å endre utgangsstrømmen til strømforsyningen reguleres fordelingen av elektroniske energinivåer i lasermediet, og deretter endres pulsbredden. Denne metoden har en rask responshastighet og er egnet for bruksscenarier som krever rask justering.
d. Brytermodulasjon: Ved å kontrollere laserens brytertilstand justeres pulsbredden.
e. Temperaturkontroll: Temperaturendringer vil påvirke elektronenerginivåstrukturen til laseren, og dermed indirekte påvirke pulsbredden.
f. Bruk modulasjonsteknologi: Modulasjonsteknologi er et effektivt middel for å kontrollere pulsbredden nøyaktig.
LasermoduleringTeknologi er en teknologi som bruker laser som bærer og laster informasjon på den. I henhold til forholdet til laseren kan deles inn i intern modulering og ekstern modulering. Intern modulering refererer til moduleringsmodusen der det modulerte signalet lastes inn i prosessen med laseroscillasjon for å endre laseroscillasjonsparametrene og dermed endre laserutgangsegenskapene. Ekstern modulering refererer til moduleringsmodusen der moduleringssignalet legges til etter at laseren er dannet, og utgangslaseregenskapene endres uten å endre laserens oscillasjonsparametre.
Modulasjonsteknologi kan også klassifiseres i henhold til bærermodulasjonsformer, inkludert analog modulering, pulsmodulering, digital modulering (pulskodemodulering); I henhold til modulasjonsparametrene er den delt inn i intensitetsmodulering og fasemodulering.
IntensitetsmodulatorPulsbredden kontrolleres ved å justere endringen i laserlysintensiteten.
FasemodulatorPulsbredden justeres ved å endre fasen til lysbølgen.
Faselåst forsterker: Gjennom faselåst forsterkermodulasjon kan laserpulsbredden justeres nøyaktig.
Publisert: 24. mars 2025