Kawalan lebar nadi bagikawalan nadi laserteknologi
Kawalan nadi laser adalah salah satu pautan utama dalamteknologi laser, yang secara langsung mempengaruhi prestasi dan kesan aplikasi laser. Kertas kerja ini akan menyusun secara sistematik kawalan lebar nadi, kawalan frekuensi nadi dan teknologi modulasi yang berkaitan, dan berusaha untuk menjadi profesional, komprehensif dan logik.
1. Konsep lebar nadi
Lebar Nadi laser merujuk kepada tempoh nadi laser, yang merupakan parameter utama untuk menerangkan ciri masa keluaran laser. Untuk laser nadi ultra-pendek (seperti laser nanosaat, picosaat dan femtosaat), semakin pendek lebar nadi, semakin tinggi kuasa puncak, dan semakin kecil kesan terma, yang sesuai untuk pemesinan ketepatan atau penyelidikan saintifik.
2. Faktor yang mempengaruhi lebar nadi laser Lebar nadi laser dipengaruhi oleh pelbagai faktor, terutamanya termasuk aspek berikut:
a. Ciri-ciri medium keuntungan. Jenis media perolehan yang berbeza mempunyai struktur tahap tenaga yang unik dan jangka hayat pendarfluor, yang secara langsung mempengaruhi penjanaan dan lebar nadi nadi laser. Contohnya, laser keadaan pepejal, kristal Nd:YAG dan Ti:Sapphire kristal ialah media laser keadaan pepejal biasa. Laser gas, seperti laser karbon dioksida (CO₂) dan laser helium-neon (HeNe), biasanya menghasilkan denyutan yang agak panjang disebabkan oleh struktur molekulnya dan sifat keadaan teruja; Laser semikonduktor, dengan mengawal masa penggabungan semula pembawa, boleh mencapai lebar nadi antara nanosaat hingga picosaat.
Reka bentuk rongga laser mempunyai kesan yang ketara pada lebar nadi, termasuk: panjang rongga, panjang rongga laser menentukan masa yang diperlukan untuk cahaya bergerak sekali dan lagi dalam rongga, rongga yang lebih panjang akan membawa kepada lebar nadi yang lebih panjang, manakala rongga yang lebih pendek adalah kondusif untuk penjanaan denyutan ultra-pendek; Reflectance: Reflektor dengan pemantulan tinggi boleh meningkatkan ketumpatan foton dalam rongga, dengan itu meningkatkan kesan keuntungan, tetapi pemantulan terlalu tinggi boleh meningkatkan kehilangan dalam rongga dan menjejaskan kestabilan lebar nadi; Kedudukan medium gain dan kedudukan medium gain dalam rongga juga akan mempengaruhi masa interaksi antara foton dan medium gain, dan kemudian mempengaruhi lebar nadi.
c. Teknologi pensuisan Q dan teknologi penguncian mod adalah dua cara penting untuk merealisasikan output laser nadi dan peraturan lebar nadi.
d. Sumber pam dan mod pam Kestabilan kuasa sumber pam dan pilihan mod pam juga mempunyai kesan penting pada lebar nadi.
3. Kaedah kawalan lebar nadi biasa
a. Tukar mod kerja laser: mod kerja laser secara langsung akan menjejaskan lebar nadinya. Lebar nadi boleh dikawal dengan melaraskan parameter berikut: kekerapan dan keamatan sumber pam, input tenaga sumber pam, dan tahap penyongsangan populasi zarah dalam medium keuntungan; Pemantulan kanta keluaran mengubah kecekapan maklum balas dalam resonator, sekali gus menjejaskan proses pembentukan nadi.
b. Kawal bentuk nadi: secara tidak langsung melaraskan lebar nadi dengan menukar bentuk nadi laser.
c. Modulasi semasa: Dengan menukar arus keluaran bekalan kuasa untuk mengawal selia pengagihan tahap tenaga elektronik dalam medium laser, dan kemudian menukar lebar nadi. Kaedah ini mempunyai kelajuan tindak balas yang pantas dan sesuai untuk senario aplikasi yang memerlukan pelarasan pantas.
d. Modulasi suis: dengan mengawal keadaan pensuisan laser untuk melaraskan lebar nadi.
e. Kawalan suhu: perubahan suhu akan menjejaskan struktur tahap tenaga elektron laser, dengan itu secara tidak langsung menjejaskan lebar nadi.
f. Gunakan teknologi modulasi: Teknologi modulasi ialah cara yang berkesan untuk mengawal lebar nadi dengan tepat.
Modulasi laserteknologi ialah teknologi yang menggunakan laser sebagai pembawa dan memuatkan maklumat ke atasnya. Mengikut hubungan dengan laser boleh dibahagikan kepada modulasi dalaman dan modulasi luaran. Modulasi dalaman merujuk kepada mod modulasi di mana isyarat termodulat dimuatkan dalam proses ayunan laser untuk menukar parameter ayunan laser dan dengan itu mengubah ciri keluaran laser. Modulasi luaran merujuk kepada mod modulasi di mana isyarat modulasi ditambah selepas laser terbentuk, dan sifat laser output ditukar tanpa mengubah parameter ayunan laser.
Teknologi modulasi juga boleh dikelaskan mengikut bentuk modulasi pembawa, termasuk modulasi analog, modulasi nadi, modulasi digital (modulat kod nadi); Mengikut parameter modulasi, ia dibahagikan kepada modulasi intensiti dan modulasi fasa.
Modulator intensiti: Lebar nadi dikawal dengan melaraskan perubahan keamatan cahaya laser.
Modulator fasa: Lebar nadi dilaraskan dengan menukar fasa gelombang cahaya.
Penguat terkunci fasa: Melalui modulasi penguat terkunci fasa, lebar nadi laser boleh dilaraskan dengan tepat.
Masa siaran: Mac-24-2025