Darbe genişliği kontrolülazer darbe kontrolüteknoloji
Lazerin darbe kontrolü, lazerin temel bağlantılarından biridir.lazer teknolojisiLazerin performansını ve uygulama etkisini doğrudan etkileyen bu konu, bu makalede darbe genişliği kontrolü, darbe frekansı kontrolü ve ilgili modülasyon teknolojisini sistematik olarak ele alacak ve profesyonel, kapsamlı ve mantıklı olmaya çalışacaktır.
1. Darbe genişliği kavramı
Lazerin Darbe Genişliği, lazer çıkışının zaman özelliklerini tanımlayan önemli bir parametre olan lazer darbesinin süresini ifade eder. Ultra kısa darbeli lazerlerde (nanosaniye, pikosaniye ve femtosaniye lazerler gibi), darbe genişliği ne kadar kısa olursa, tepe gücü o kadar yüksek ve termal etki o kadar küçük olur; bu da hassas işleme veya bilimsel araştırmalar için uygundur.
2. Lazer darbe genişliğini etkileyen faktörler Lazerin darbe genişliği, esas olarak aşağıdaki hususlar da dahil olmak üzere çeşitli faktörlerden etkilenir:
a. Kazanç ortamının özellikleri. Farklı kazanç ortamı türleri, lazer darbesinin oluşumunu ve darbe genişliğini doğrudan etkileyen benzersiz enerji seviyesi yapısına ve floresan ömrüne sahiptir. Örneğin, katı hal lazerleri, Nd:YAG kristalleri ve Ti:Safir kristalleri yaygın katı hal lazer ortamlarıdır. Karbondioksit (CO₂) lazerleri ve helyum-neon (HeNe) lazerleri gibi gaz lazerleri, moleküler yapıları ve uyarılmış hal özellikleri nedeniyle genellikle nispeten uzun darbeler üretir; yarı iletken lazerler, taşıyıcı rekombinasyon süresini kontrol ederek nanosaniyelerden pikosaniyelere kadar değişen darbe genişliklerine ulaşabilir.
Lazer boşluğunun tasarımı, darbe genişliği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir, buna şunlar dahildir: boşluğun uzunluğu, lazer boşluğunun uzunluğu, ışığın boşlukta bir kez ve tekrar seyahat etmesi için gereken süreyi belirler, daha uzun bir boşluk daha uzun bir darbe genişliğine yol açacaktır, daha kısa bir boşluk ise ultra kısa darbelerin üretilmesine elverişlidir; Yansıtma: Yüksek yansıtma oranına sahip bir reflektör, boşluktaki foton yoğunluğunu artırabilir, böylece kazanç etkisini iyileştirebilir, ancak çok yüksek yansıtma, boşluktaki kaybı artırabilir ve darbe genişliği kararlılığını etkileyebilir; Kazanç ortamının konumu ve kazanç ortamının boşluktaki konumu da foton ile kazanç ortamı arasındaki etkileşim süresini etkileyecek ve ardından darbe genişliğini etkileyecektir.
c. Q-anahtarlama teknolojisi ve mod kilitleme teknolojisi, darbeli lazer çıkışını ve darbe genişliği düzenlemesini gerçekleştirmenin iki önemli yoludur.
d. Pompa kaynağı ve pompa modu Pompa kaynağının güç kararlılığı ve pompa modunun seçimi de darbe genişliği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
3. Yaygın darbe genişliği kontrol yöntemleri
a. Lazerin çalışma modunu değiştirin: Lazerin çalışma modu, darbe genişliğini doğrudan etkiler. Darbe genişliği, aşağıdaki parametreler ayarlanarak kontrol edilebilir: pompa kaynağının frekansı ve yoğunluğu, pompa kaynağının enerji girişi ve kazanç ortamındaki parçacık popülasyonunun ters çevrilme derecesi; çıkış merceğinin yansıtıcılığı, rezonatördeki geri besleme verimliliğini değiştirerek darbe oluşum sürecini etkiler.
b. Darbe şeklini kontrol edin: Lazer darbesinin şeklini değiştirerek darbe genişliğini dolaylı olarak ayarlayın.
c. Akım modülasyonu: Lazer ortamındaki elektronik enerji seviyelerinin dağılımını düzenlemek ve ardından darbe genişliğini değiştirmek için güç kaynağının çıkış akımını değiştirerek. Bu yöntem hızlı tepki süresine sahiptir ve hızlı ayarlama gerektiren uygulama senaryoları için uygundur.
d. Anahtar modülasyonu: Lazerin anahtarlama durumunu kontrol ederek darbe genişliğini ayarlamak.
e. Sıcaklık kontrolü: Sıcaklık değişimleri lazerin elektron enerji seviyesi yapısını etkileyerek dolaylı olarak darbe genişliğini etkiler.
f. Modülasyon teknolojisini kullanın: Modülasyon teknolojisi, darbe genişliğini doğru bir şekilde kontrol etmenin etkili bir yoludur.
Lazer modülasyonuteknolojisi, lazeri taşıyıcı olarak kullanan ve üzerine bilgi yükleyen bir teknolojidir. Lazerle ilişkisine göre iç modülasyon ve dış modülasyon olarak ikiye ayrılır. İç modülasyon, lazer salınımı sürecinde modüle edilmiş sinyalin yüklenerek lazer salınım parametrelerinin ve dolayısıyla lazer çıkış özelliklerinin değiştirildiği modülasyon modunu ifade eder. Dış modülasyon ise, lazer oluşturulduktan sonra modülasyon sinyalinin eklendiği ve çıkış lazer özelliklerinin lazerin salınım parametreleri değiştirilmeden değiştirildiği modülasyon modunu ifade eder.
Modülasyon teknolojisi taşıyıcı modülasyon biçimlerine göre de sınıflandırılabilir, bunlar; analog modülasyon, darbe modülasyonu, dijital modülasyon (darbe kod modülasyonu) olarak sınıflandırılabilir; modülasyon parametrelerine göre ise yoğunluk modülasyonu ve faz modülasyonu olarak ayrılır.
Yoğunluk modülatörü: Darbe genişliği, lazer ışık yoğunluğunun değişimi ayarlanarak kontrol edilir.
Faz modülatörü: Işık dalgasının fazı değiştirilerek darbe genişliği ayarlanır.
Faz kilitli amplifikatör: Faz kilitli amplifikatör modülasyonu sayesinde lazer darbe genişliği hassas bir şekilde ayarlanabilir.
Gönderi zamanı: 24 Mart 2025