फायबर पल्स्ड लेझर्सचा परिचय

परिचयफायबर पल्स्ड लेझर्स

फायबर पल्स्ड लेझर्स हेलेझर उपकरणेजे गेन माध्यम म्हणून दुर्मिळ पृथ्वी आयन (जसे की यटरबियम, अर्बियम, थुलियम, इत्यादी) मिश्रित फायबर वापरतात. त्यामध्ये एक गेन माध्यम, एक ऑप्टिकल रेझोनंट कॅव्हिटी आणि एक पंप स्रोत यांचा समावेश असतो. त्याच्या पल्स निर्मिती तंत्रज्ञानामध्ये प्रामुख्याने क्यू-स्विचिंग तंत्रज्ञान (नॅनोसेकंद पातळी), सक्रिय मोड-लॉकिंग (पिकोसेकंद पातळी), निष्क्रिय मोड-लॉकिंग (फेमटोसेकंद पातळी) आणि मुख्य दोलन शक्ती प्रवर्धन (MOPA) तंत्रज्ञान यांचा समावेश होतो.

औद्योगिक उपयोगांमध्ये नवीन ऊर्जा क्षेत्रातील मेटल कटिंग, वेल्डिंग, लेझर क्लीनिंग आणि लिथियम बॅटरी टॅब कटिंग यांचा समावेश होतो, ज्यामध्ये मल्टी-मोड आउटपुट पॉवर दहा हजार वॅटच्या पातळीपर्यंत पोहोचते. लिडारच्या क्षेत्रात, १५५०nm पल्स्ड लेझर्स, त्यांच्या उच्च पल्स एनर्जी आणि डोळ्यांसाठी सुरक्षित वैशिष्ट्यांमुळे, रेंजिंग आणि वाहनांवर बसवलेल्या रडार सिस्टीममध्ये वापरले जातात.

मुख्य उत्पादन प्रकारांमध्ये क्यू-स्विच्ड प्रकार, मोपा प्रकार आणि उच्च-शक्ती फायबर यांचा समावेश आहे.स्पंदित लेझरश्रेणी:

१. क्यू-स्विच्ड फायबर लेझर: क्यू-स्विचिंगचे तत्त्व म्हणजे लेझरच्या आत एक लॉस-ॲडजस्टेबल (क्षय-समायोज्य) उपकरण जोडणे. बहुतेक कालावधीत, लेझरमध्ये मोठा लॉस असतो आणि प्रकाशाचे आउटपुट जवळजवळ नसते. अत्यंत कमी कालावधीत, उपकरणाचा लॉस कमी केल्याने लेझरला एक अतिशय तीव्र आणि लहान पल्स आउटपुट करणे शक्य होते. क्यू-स्विच्ड फायबर लेझर्स सक्रियपणे किंवा निष्क्रियपणे मिळवता येतात. सक्रिय तंत्रज्ञानामध्ये सामान्यतः लेझरचा लॉस नियंत्रित करण्यासाठी कॅव्हिटीच्या आत एक इंटेंसिटी मॉड्युलेटर जोडला जातो. निष्क्रिय तंत्रांमध्ये क्यू-मॉड्युलेशन यंत्रणा तयार करण्यासाठी सॅचुरेटेड ॲब्सॉर्बर्स किंवा स्टिम्युलेटेड रमन स्कॅटरिंग आणि स्टिम्युलेटेड ब्रिलुइन स्कॅटरिंगसारख्या इतर नॉन-लिनियर परिणामांचा वापर केला जातो. क्यू-स्विचिंग पद्धतींद्वारे सामान्यतः निर्माण होणारे पल्स नॅनोसेकंद पातळीचे असतात. जर लहान पल्स निर्माण करायचे असतील, तर ते मोड-लॉकिंग पद्धतीद्वारे साध्य केले जाऊ शकते.

२. मोड-लॉक्ड फायबर लेझर: हे ॲक्टिव्ह मोड-लॉकिंग किंवा पॅसिव्ह मोड-लॉकिंग पद्धतींद्वारे अतिशय लघु स्पंद निर्माण करू शकते. मॉड्युलेटरच्या प्रतिसाद वेळेमुळे, ॲक्टिव्ह मोड-लॉकिंगद्वारे निर्माण होणाऱ्या स्पंदाची रुंदी साधारणपणे पिकोसेकंद पातळीवर असते. पॅसिव्ह मोड-लॉकिंगमध्ये पॅसिव्ह मोड-लॉकिंग उपकरणांचा वापर केला जातो, ज्यांची प्रतिसाद वेळ खूप कमी असते आणि ते फेमटोसेकंद स्केलवर स्पंद निर्माण करू शकतात.

येथे मोल्ड लॉकिंगच्या तत्त्वाचा संक्षिप्त परिचय दिला आहे.

लेझर रेझोनंट कॅव्हिटीमध्ये असंख्य अनुदैर्ध्य मोड असतात. रिंग-आकाराच्या कॅव्हिटीसाठी, अनुदैर्ध्य मोडचे वारंवारता अंतर /CCL इतके असते, जिथे C हा प्रकाशाचा वेग आहे आणि CL ही कॅव्हिटीमध्ये एक फेरी पूर्ण करणाऱ्या सिग्नल प्रकाशाच्या प्रकाशीय मार्गाची लांबी आहे. सर्वसाधारणपणे, फायबर लेझर्सची गेन बँडविड्थ तुलनेने मोठी असते आणि मोठ्या संख्येने अनुदैर्ध्य मोड एकाच वेळी कार्यरत असतात. लेझरमध्ये सामावल्या जाणाऱ्या मोडची एकूण संख्या अनुदैर्ध्य मोड अंतराल ∆ν आणि गेन माध्यमाच्या गेन बँडविड्थवर अवलंबून असते. अनुदैर्ध्य मोड अंतराल जितके लहान असेल, तितकी माध्यमाची गेन बँडविड्थ जास्त असते आणि तितके जास्त अनुदैर्ध्य मोड समर्थित केले जाऊ शकतात. याउलट, जितके कमी असेल, तितकी कमी संख्या असते.

३. क्वासी-कंटिन्युअस लेझर (QCW लेझर): ही कंटिन्युअस वेव्ह लेझर्स (CW) आणि पल्स्ड लेझर्स यांच्यामधील एक विशेष कार्यपद्धती आहे. यामध्ये तुलनेने कमी सरासरी पॉवर कायम ठेवत, ठराविक कालावधीने येणाऱ्या लांब पल्सेसद्वारे (ड्यूटी सायकल साधारणपणे ≤१%) उच्च तात्कालिक पॉवर आउटपुट मिळवले जाते. यामध्ये कंटिन्युअस लेझर्सची स्थिरता आणि पल्स्ड लेझर्सचा पीक पॉवरचा फायदा यांचा संगम साधला जातो.

तांत्रिक तत्त्व: QCW लेझर्स सतत मॉड्यूलेशन मॉड्यूल लोड करतातलेझरसतत लेझर्सना उच्च ड्युटी सायकल पल्स सिक्वेन्समध्ये विभागणारे सर्किट, जे सतत आणि पल्स मोडमध्ये लवचिक स्विचिंग साध्य करते. याचे मुख्य वैशिष्ट्य म्हणजे “अल्पकालीन स्फोट, दीर्घकालीन शीतलीकरण” ही यंत्रणा. पल्स गॅपमधील शीतलीकरणामुळे उष्णता साचणे कमी होते आणि पदार्थाच्या औष्णिक विरूपणाचा धोका कमी होतो.

फायदे आणि वैशिष्ट्ये: ड्युअल-मोड इंटिग्रेशन: यात पल्स मोडची पीक पॉवर (कंटिन्युअस मोडच्या सरासरी पॉवरच्या १० पटींपर्यंत) आणि कंटिन्युअस मोडची उच्च कार्यक्षमता व स्थिरता यांचा मिलाफ आहे.

कमी ऊर्जा वापर: उच्च विद्युत-प्रकाशकीय रूपांतरण कार्यक्षमता आणि कमी दीर्घकालीन वापर खर्च.

बीमची गुणवत्ता: फायबर लेझर्सच्या उच्च बीम गुणवत्तेमुळे अचूक मायक्रो-मशीनिंगला मदत होते.