Լազերային իմպուլսային կառավարման տեխնոլոգիայի իմպուլսի լայնության կառավարում

Իմպուլսի լայնության կառավարումլազերային իմպուլսի կառավարումտեխնոլոգիա

Լազերի իմպուլսային կառավարումը հիմնական օղակներից մեկն էլազերային տեխնոլոգիա, որն անմիջականորեն ազդում է լազերի աշխատանքի և կիրառման էֆեկտի վրա: Այս աշխատանքը համակարգված կերպով կվերլուծի իմպուլսի լայնության կառավարումը, իմպուլսի հաճախականության կառավարումը և դրան առնչվող մոդուլյացիայի տեխնոլոգիան՝ ձգտելով լինել պրոֆեսիոնալ, համապարփակ և տրամաբանական:

1. Իմպուլսի լայնության հասկացությունը

Լազերի իմպուլսի լայնությունը վերաբերում է լազերային իմպուլսի տևողությանը, որը լազերի ելքային ժամանակային բնութագրերը նկարագրելու հիմնական պարամետր է: Գերկարճ իմպուլսային լազերների համար (օրինակ՝ նանովայրկյանային, պիկովայրկյանային և ֆեմտովայրկյանային լազերներ), որքան կարճ է իմպուլսի լայնությունը, այնքան բարձր է գագաթնակետային հզորությունը և այնքան փոքր է ջերմային էֆեկտը, ինչը հարմար է ճշգրիտ մեքենայացման կամ գիտական ​​հետազոտությունների համար:

2. Լազերային իմպուլսի լայնության վրա ազդող գործոններ Լազերի իմպուլսի լայնության վրա ազդում են մի շարք գործոններ, որոնք հիմնականում ներառում են հետևյալ ասպեկտները.

ա. Ուժեղացման միջավայրի բնութագրերը: Ուժեղացման միջավայրի տարբեր տեսակներ ունեն յուրահատուկ էներգետիկ մակարդակի կառուցվածք և ֆլուորեսցենցիայի կյանքի տևողություն, որոնք անմիջականորեն ազդում են լազերային իմպուլսի առաջացման և իմպուլսի լայնության վրա: Օրինակ, պինդ վիճակի լազերները, Nd:YAG բյուրեղները և Ti:Սափիրային բյուրեղները տարածված պինդ վիճակի լազերային միջավայրեր են: Գազային լազերները, ինչպիսիք են ածխաթթու գազի (CO₂) լազերները և հելիում-նեոնային (HeNe) լազերները, սովորաբար առաջացնում են համեմատաբար երկար իմպուլսներ՝ իրենց մոլեկուլային կառուցվածքի և գրգռված վիճակի հատկությունների շնորհիվ. Կիսահաղորդչային լազերները, կրիչների վերամիավորման ժամանակը կառավարելով, կարող են հասնել նանովայրկյաններից մինչև պիկոսայրկյաններ իմպուլսի լայնության:

Լազերային խոռոչի դիզայնը զգալի ազդեցություն ունի իմպուլսի լայնության վրա, այդ թվում՝ խոռոչի երկարությունը։ Լազերային խոռոչի երկարությունը որոշում է լույսի խոռոչում կրկին ու կրկին անցնելու համար անհրաժեշտ ժամանակը։ Ավելի երկար խոռոչը կհանգեցնի իմպուլսի ավելի երկար լայնության, մինչդեռ ավելի կարճ խոռոչը նպաստում է գերկարճ իմպուլսների առաջացմանը։ Անդրադարձում. Բարձր անդրադարձում ունեցող անդրադարձիչը կարող է մեծացնել ֆոտոնի խտությունը խոռոչում, դրանով իսկ բարելավելով ուժեղացման էֆեկտը, սակայն չափազանց բարձր անդրադարձումը կարող է մեծացնել կորուստը խոռոչում և ազդել իմպուլսի լայնության կայունության վրա։ Ուժեղացման միջավայրի դիրքը և ուժեղացման միջավայրի դիրքը խոռոչում նույնպես կազդեն ֆոտոնի և ուժեղացման միջավայրի միջև փոխազդեցության ժամանակի վրա, ապա՝ իմպուլսի լայնության վրա։

գ. Q-անջատման տեխնոլոգիան և ռեժիմի կողպման տեխնոլոգիան երկու կարևոր միջոցներ են իմպուլսային լազերային ելքի և իմպուլսի լայնության կարգավորման համար։

դ. Պոմպի աղբյուրը և պոմպի ռեժիմը Պոմպի աղբյուրի հզորության կայունությունը և պոմպի ռեժիմի ընտրությունը նույնպես կարևոր ազդեցություն ունեն իմպուլսի լայնության վրա։

3. Իմպուլսի լայնության կառավարման տարածված մեթոդներ

ա. Լազերի աշխատանքային ռեժիմի փոփոխություն. լազերի աշխատանքային ռեժիմը անմիջականորեն կազդի դրա իմպուլսի լայնության վրա: Իմպուլսի լայնությունը կարելի է կառավարել հետևյալ պարամետրերը կարգավորելով. պոմպի աղբյուրի հաճախականությունը և ինտենսիվությունը, պոմպի աղբյուրի էներգիայի մուտքը և մասնիկների պոպուլյացիայի ինվերսիայի աստիճանը ուժեղացման միջավայրում: Ելքային ոսպնյակի անդրադարձունակությունը փոխում է ռեզոնատորում հետադարձ կապի արդյունավետությունը, այդպիսով ազդելով իմպուլսի ձևավորման գործընթացի վրա:

բ. Իմպուլսի ձևի կառավարում. անուղղակիորեն կարգավորեք իմպուլսի լայնությունը՝ փոխելով լազերային իմպուլսի ձևը։

գ. Հոսանքի մոդուլյացիա. Լազերային միջավայրում էլեկտրոնային էներգիայի մակարդակների բաշխումը կարգավորելու համար սնուցման աղբյուրի ելքային հոսանքը փոխելով, ապա իմպուլսի լայնությունը փոխելով: Այս մեթոդը ունի արագ արձագանքման արագություն և հարմար է արագ կարգավորում պահանջող կիրառման սցենարների համար:

դ. Կոմուտացիոն մոդուլյացիա՝ լազերի անջատման վիճակը կառավարելով՝ իմպուլսի լայնությունը կարգավորելու համար։

ե. Ջերմաստիճանի կարգավորում. ջերմաստիճանի փոփոխությունները կազդեն լազերի էլեկտրոնային էներգիայի մակարդակի կառուցվածքի վրա, այդպիսով անուղղակիորեն ազդելով իմպուլսի լայնության վրա։

զ. Օգտագործեք մոդուլյացիայի տեխնոլոգիա. Մոդուլյացիայի տեխնոլոգիան իմպուլսի լայնությունը ճշգրիտ կառավարելու արդյունավետ միջոց է։

Լազերային մոդուլյացիաՏեխնոլոգիան տեխնոլոգիա է, որն օգտագործում է լազերը որպես կրիչ և տեղեկատվություն է բեռնում դրա վրա։ Լազերի հետ փոխհարաբերության համաձայն՝ այն կարելի է բաժանել ներքին մոդուլյացիայի և արտաքին մոդուլյացիայի։ Ներքին մոդուլյացիան վերաբերում է մոդուլյացիայի ռեժիմին, որի դեպքում մոդուլացված ազդանշանը բեռնվում է լազերի տատանման գործընթացում՝ լազերի տատանման պարամետրերը փոխելու և այդպիսով լազերի ելքային բնութագրերը փոխելու համար։ Արտաքին մոդուլյացիան վերաբերում է մոդուլյացիայի ռեժիմին, որի դեպքում մոդուլյացիայի ազդանշանը ավելացվում է լազերի ձևավորումից հետո, և ելքային լազերի հատկությունները փոխվում են առանց լազերի տատանման պարամետրերը փոխելու։

Մոդուլյացիայի տեխնոլոգիան կարող է դասակարգվել նաև կրիչի մոդուլյացիայի ձևերի համաձայն, ներառյալ անալոգային մոդուլյացիան, իմպուլսային մոդուլյացիան, թվային մոդուլյացիան (իմպուլսային կոդային մոդուլյացիա): Մոդուլյացիայի պարամետրերի համաձայն՝ այն բաժանվում է ինտենսիվության մոդուլյացիայի և փուլային մոդուլյացիայի:

Ինտենսիվության մոդուլյատորԻմպուլսի լայնությունը կարգավորվում է լազերային լույսի ինտենսիվության փոփոխությունը կարգավորելով։

Փուլային մոդուլյատորԻմպուլսի լայնությունը կարգավորվում է լույսի ալիքի փուլը փոխելով։

Փուլային կողպված ուժեղացուցիչ. Փուլային կողպված ուժեղացուցիչի մոդուլյացիայի միջոցով լազերային իմպուլսի լայնությունը կարող է ճշգրիտ կարգավորվել: