ლაზერული იმპულსური კონტროლის ტექნოლოგიის პულსის სიგანის კონტროლი

პულსის სიგანის კონტროლილაზერული იმპულსის კონტროლიტექნოლოგია

ლაზერის პულსის კონტროლი ერთ-ერთი მთავარი რგოლია.ლაზერული ტექნოლოგია, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს ლაზერის მუშაობასა და გამოყენების ეფექტზე. ეს ნაშრომი სისტემატურად განიხილავს იმპულსის სიგანის კონტროლს, იმპულსის სიხშირის კონტროლს და მასთან დაკავშირებულ მოდულაციის ტექნოლოგიას და ეცდება იყოს პროფესიონალური, ყოვლისმომცველი და ლოგიკური.

1. პულსის სიგანის კონცეფცია

ლაზერის იმპულსის სიგანე ეხება ლაზერული იმპულსის ხანგრძლივობას, რომელიც ლაზერული გამომავალი სიგნალის დროის მახასიათებლების აღსაწერად ძირითადი პარამეტრია. ულტრამოკლე იმპულსური ლაზერებისთვის (როგორიცაა ნანოწამიანი, პიკოწამიანი და ფემტოწამიანი ლაზერები), რაც უფრო მოკლეა იმპულსის სიგანე, მით უფრო მაღალია პიკური სიმძლავრე და მით უფრო მცირეა თერმული ეფექტი, რაც შესაფერისია ზუსტი დამუშავების ან სამეცნიერო კვლევისთვის.

2. ლაზერული იმპულსის სიგანეზე მოქმედი ფაქტორები ლაზერის იმპულსის სიგანეზე გავლენას ახდენს სხვადასხვა ფაქტორი, ძირითადად შემდეგი ასპექტების ჩათვლით:

ა. გამაძლიერებელი გარემოს მახასიათებლები. გამაძლიერებელი გარემოს სხვადასხვა ტიპს აქვს უნიკალური ენერგეტიკული დონის სტრუქტურა და ფლუორესცენციის სიცოცხლის ხანგრძლივობა, რაც პირდაპირ გავლენას ახდენს ლაზერული იმპულსის გენერაციასა და იმპულსის სიგანეზე. მაგალითად, მყარი მდგომარეობის ლაზერები, Nd:YAG კრისტალები და Ti:საფირონის კრისტალები გავრცელებული მყარი მდგომარეობის ლაზერული გარემოა. გაზის ლაზერები, როგორიცაა ნახშირორჟანგის (CO₂) ლაზერები და ჰელიუმ-ნეონის (HeNe) ლაზერები, როგორც წესი, წარმოქმნიან შედარებით ხანგრძლივ იმპულსებს მათი მოლეკულური სტრუქტურისა და აღგზნებული მდგომარეობის თვისებების გამო; ნახევარგამტარული ლაზერები, მატარებლის რეკომბინაციის დროის კონტროლით, შეუძლიათ მიაღწიონ იმპულსის სიგანეს ნანოწამებიდან პიკოწამებამდე.

ლაზერული ღრუს დიზაინს მნიშვნელოვანი გავლენა აქვს იმპულსის სიგანეზე, მათ შორის: ღრუს სიგრძეზე, ლაზერული ღრუს სიგრძე განსაზღვრავს სინათლის ღრუში ერთხელ და ისევ გავლისთვის საჭირო დროს, უფრო გრძელი ღრუ იმპულსის სიგანეს გაზრდის, ხოლო უფრო მოკლე ღრუ ულტრამოკლე იმპულსების წარმოქმნას უწყობს ხელს; არეკვლა: მაღალი არეკვლის მქონე რეფლექტორს შეუძლია გაზარდოს ფოტონის სიმკვრივე ღრუში, რითაც გააუმჯობესებს გაძლიერების ეფექტს, მაგრამ ძალიან მაღალმა არეკვლამ შეიძლება გაზარდოს დანაკარგი ღრუში და გავლენა მოახდინოს იმპულსის სიგანის სტაბილურობაზე; გაძლიერების საშუალების პოზიცია და გაძლიერების საშუალების პოზიცია ღრუში ასევე გავლენას მოახდენს ფოტონსა და გაძლიერების საშუალების ურთიერთქმედების დროზე და შემდეგ იმპულსის სიგანეზე.

გ. Q-გადართვის ტექნოლოგია და რეჟიმის ბლოკირების ტექნოლოგია პულსური ლაზერული გამომავალი სიგნალისა და პულსის სიგანის რეგულირების ორი მნიშვნელოვანი საშუალებაა.

დ. ტუმბოს წყარო და ტუმბოს რეჟიმი ტუმბოს წყაროს სიმძლავრის სტაბილურობა და ტუმბოს რეჟიმის არჩევანი ასევე მნიშვნელოვან გავლენას ახდენს იმპულსის სიგანეზე.

3. პულსის სიგანის კონტროლის საერთო მეთოდები

ა. ლაზერის მუშაობის რეჟიმის შეცვლა: ლაზერის მუშაობის რეჟიმი პირდაპირ გავლენას მოახდენს მის იმპულსის სიგანეზე. იმპულსის სიგანის კონტროლი შესაძლებელია შემდეგი პარამეტრების რეგულირებით: ტუმბოს წყაროს სიხშირე და ინტენსივობა, ტუმბოს წყაროს ენერგიის შეყვანა და ნაწილაკების პოპულაციის ინვერსიის ხარისხი გამაძლიერებელ გარემოში; გამომავალი ლინზის არეკვლა ცვლის რეზონატორში უკუკავშირის ეფექტურობას, რითაც გავლენას ახდენს იმპულსის ფორმირების პროცესზე.

ბ. იმპულსის ფორმის კონტროლი: ირიბად შეცვალეთ იმპულსის სიგანე ლაზერული იმპულსის ფორმის შეცვლით.

გ. დენის მოდულაცია: ლაზერულ გარემოში ელექტრონული ენერგიის დონეების განაწილების რეგულირების მიზნით, კვების წყაროს გამომავალი დენის შეცვლით და შემდეგ იმპულსის სიგანის შეცვლით. ამ მეთოდს აქვს სწრაფი რეაგირების სიჩქარე და შესაფერისია იმ შემთხვევებისთვის, როდესაც საჭიროა სწრაფი რეგულირება.

დ. გადართვის მოდულაცია: ლაზერის გადართვის მდგომარეობის კონტროლით იმპულსის სიგანის რეგულირებისთვის.

ე. ტემპერატურის კონტროლი: ტემპერატურის ცვლილებები გავლენას მოახდენს ლაზერის ელექტრონული ენერგიის დონის სტრუქტურაზე, რითაც ირიბად იმოქმედებს იმპულსის სიგანეზე.

ვ. მოდულაციის ტექნოლოგიის გამოყენება: მოდულაციის ტექნოლოგია იმპულსის სიგანის ზუსტი კონტროლის ეფექტური საშუალებაა.

ლაზერული მოდულაციატექნოლოგია არის ტექნოლოგია, რომელიც იყენებს ლაზერს, როგორც გადამტანს და ტვირთავს ინფორმაციას მასზე. ლაზერთან ურთიერთობის მიხედვით, შეიძლება დაიყოს შიდა მოდულაციად და გარე მოდულაციად. შიდა მოდულაცია გულისხმობს მოდულაციის რეჟიმს, რომლის დროსაც მოდულირებული სიგნალი იტვირთება ლაზერული რხევის პროცესში, რათა შეიცვალოს ლაზერული რხევის პარამეტრები და ამით შეიცვალოს ლაზერის გამომავალი მახასიათებლები. გარე მოდულაცია გულისხმობს მოდულაციის რეჟიმს, რომლის დროსაც მოდულაციის სიგნალი ემატება ლაზერის ფორმირების შემდეგ და გამომავალი ლაზერის თვისებები იცვლება ლაზერის რხევის პარამეტრების შეცვლის გარეშე.

მოდულაციის ტექნოლოგია ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს გადამზიდავი მოდულაციის ფორმების მიხედვით, მათ შორის ანალოგური მოდულაცია, პულსური მოდულაცია, ციფრული მოდულაცია (პულსური კოდის მოდულაცია); მოდულაციის პარამეტრების მიხედვით, იგი იყოფა ინტენსივობის მოდულაციად და ფაზურ მოდულაციად.

ინტენსივობის მოდულატორიიმპულსის სიგანე კონტროლდება ლაზერული სინათლის ინტენსივობის ცვლილების რეგულირებით.

ფაზის მოდულატორიიმპულსის სიგანე რეგულირდება სინათლის ტალღის ფაზის შეცვლით.

ფაზა-დაბლოკილი გამაძლიერებელი: ფაზა-დაბლოკილი გამაძლიერებლის მოდულაციის საშუალებით, ლაზერული იმპულსის სიგანის ზუსტად რეგულირება შესაძლებელია.