पल्स फ्रिक्वेन्सी नियंत्रणलेझर पल्स नियंत्रण तंत्रज्ञान
१. पल्स फ्रिक्वेन्सी, लेझर पल्स रेट (पल्स रिपिटेशन रेट) या संकल्पनेचा अर्थ म्हणजे प्रति एकक वेळेत उत्सर्जित होणाऱ्या लेझर पल्सची संख्या, जी सामान्यतः हर्ट्झ (Hz) मध्ये मोजली जाते. उच्च फ्रिक्वेन्सीचे पल्स उच्च रिपिटेशन रेट असलेल्या ॲप्लिकेशन्ससाठी योग्य असतात, तर कमी फ्रिक्वेन्सीचे पल्स उच्च ऊर्जेच्या सिंगल पल्स कार्यांसाठी योग्य असतात.
२. पॉवर, पल्स विड्थ आणि फ्रिक्वेन्सी यांमधील संबंध. लेझर फ्रिक्वेन्सी नियंत्रणापूर्वी, पॉवर, पल्स विड्थ आणि फ्रिक्वेन्सी यांमधील संबंध प्रथम स्पष्ट करणे आवश्यक आहे. लेझर पॉवर, फ्रिक्वेन्सी आणि पल्स विड्थ यांच्यात एक गुंतागुंतीची आंतरक्रिया असते, आणि अनुप्रयोगाचा प्रभाव इष्टतम करण्यासाठी यापैकी एका पॅरामीटरमध्ये बदल करताना सहसा इतर दोन पॅरामीटर्सचा विचार करणे आवश्यक असते.
३. सामान्य पल्स फ्रिक्वेन्सी नियंत्रण पद्धती
अ. बाह्य नियंत्रण मोडमध्ये, पॉवर सप्लायच्या बाहेरून फ्रिक्वेन्सी सिग्नल लोड केला जातो आणि लोडिंग सिग्नलची फ्रिक्वेन्सी व ड्युटी सायकल नियंत्रित करून लेझर पल्सची फ्रिक्वेन्सी समायोजित केली जाते. यामुळे आउटपुट पल्स लोड सिग्नलसोबत सिंक्रोनाइझ होते, ज्यामुळे अचूक नियंत्रणाची आवश्यकता असलेल्या ॲप्लिकेशन्ससाठी हे उपयुक्त ठरते.
ब. अंतर्गत नियंत्रण मोड: फ्रिक्वेन्सी नियंत्रण सिग्नल ड्राइव्ह पॉवर सप्लायमध्येच अंतर्भूत असतो, त्यासाठी अतिरिक्त बाह्य सिग्नल इनपुटची आवश्यकता नसते. अधिक लवचिकतेसाठी वापरकर्ते निश्चित अंगभूत फ्रिक्वेन्सी किंवा समायोजित करण्यायोग्य अंतर्गत नियंत्रण फ्रिक्वेन्सी यांपैकी निवड करू शकतात.
c. रेझोनेटरची लांबी समायोजित करणे किंवाइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटररेझोनेटरची लांबी समायोजित करून किंवा इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटर वापरून लेझरची वारंवारता वैशिष्ट्ये बदलता येतात. उच्च-वारंवारता नियमनाची ही पद्धत अनेकदा अशा अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाते, जिथे जास्त सरासरी शक्ती आणि कमी पल्स रुंदीची आवश्यकता असते, जसे की लेझर मायक्रोमशीनिंग आणि वैद्यकीय इमेजिंग.
d. ध्वनिक ऑप्टिक मॉड्युलेटर(एओएम मॉड्युलेटर) हे लेझर पल्स नियंत्रण तंत्रज्ञानामध्ये पल्स फ्रिक्वेन्सी नियंत्रणासाठी एक महत्त्वाचे साधन आहे.एओएम मॉड्युलेटरलेझर बीमचे मॉड्युलेशन आणि नियंत्रण करण्यासाठी ध्वनिक-प्रकाशकीय प्रभावाचा (म्हणजेच, ध्वनी लहरीच्या यांत्रिक कंपनाच्या दाबामुळे अपवर्तनांक बदलतो) वापर करते.
४. बाह्य मॉड्युलेशनच्या तुलनेत, इंट्राकॅव्हिटी मॉड्युलेशन तंत्रज्ञानाद्वारे उच्च ऊर्जा आणि पीक पॉवर अधिक कार्यक्षमतेने निर्माण करता येते.पल्स लेझरखालील चार सामान्य इंट्राकॅव्हिटी मॉड्युलेशन तंत्रे आहेत:
अ. पंप स्रोताला वेगाने मॉड्युलेट करून गेन स्विचिंग केले जाते, ज्यामुळे गेन माध्यमातील कणांच्या संख्येत व्यस्तता येते आणि गेन गुणांक वेगाने स्थापित होतो. हे उत्तेजित प्रारण दरापेक्षा जास्त होते, परिणामी कॅव्हिटीमध्ये फोटॉनच्या संख्येत तीव्र वाढ होते आणि शॉर्ट पल्स लेझरची निर्मिती होते. ही पद्धत विशेषतः सेमीकंडक्टर लेझर्समध्ये सामान्य आहे, जे नॅनोसेकंदांपासून ते काही दहा पिकोसेकंदांपर्यंतचे पल्स तयार करू शकतात, ज्याचा पुनरावृत्ती दर अनेक गिगाहर्ट्झ असतो, आणि उच्च डेटा ट्रान्समिशन दरांसह ऑप्टिकल कम्युनिकेशनच्या क्षेत्रात याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो.
क्यू स्विच (क्यू-स्विचिंग) हे लेझर कॅव्हिटीमध्ये उच्च हानी निर्माण करून ऑप्टिकल फीडबॅक दाबून टाकतात, ज्यामुळे पंपिंग प्रक्रियेला थ्रेशोल्डच्या पलीकडे कण लोकसंख्येचे व्युत्क्रमण (particle population reversal) घडवून आणता येते आणि मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा साठवता येते. त्यानंतर, कॅव्हिटीमधील हानी वेगाने कमी केली जाते (म्हणजेच, कॅव्हिटीचे क्यू मूल्य वाढवले जाते), आणि ऑप्टिकल फीडबॅक पुन्हा चालू केला जातो, जेणेकरून साठवलेली ऊर्जा अति-लघु उच्च-तीव्रतेच्या स्पंदांच्या (ultra-short high-intensity pulses) स्वरूपात मुक्त होते.
c. मोड लॉकिंग हे लेझर कॅव्हिटीमधील वेगवेगळ्या लॉंगिट्यूडिनल मोड्समधील फेज संबंध नियंत्रित करून पिकोसेकंद किंवा अगदी फेमटोसेकंद पातळीचे अति-लघु स्पंद निर्माण करते. मोड-लॉकिंग तंत्रज्ञान हे पॅसिव्ह मोड-लॉकिंग आणि ॲक्टिव्ह मोड-लॉकिंग यांमध्ये विभागलेले आहे.
d. कॅव्हिटी डंपिंग: रेझोनेटरमधील फोटॉन्समध्ये ऊर्जा साठवून, कमी-नुकसानीच्या कॅव्हिटी मिररचा वापर करून फोटॉन्सना प्रभावीपणे बांधून ठेवले जाते, ज्यामुळे कॅव्हिटीमध्ये काही कालावधीसाठी कमी-नुकसानीची स्थिती टिकून राहते. एका फेरीच्या चक्रानंतर, ॲक्युस्टो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर किंवा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक शटरसारख्या अंतर्गत कॅव्हिटी घटकाला वेगाने स्विच करून तीव्र पल्स कॅव्हिटीमधून "बाहेर टाकली" जाते आणि एक लहान पल्स लेझर उत्सर्जित होतो. क्यू-स्विचिंगच्या तुलनेत, कॅव्हिटी एम्प्टींगमुळे उच्च पुनरावृत्ती दरांवर (जसे की अनेक मेगाहर्ट्झ) अनेक नॅनोसेकंदांची पल्स रुंदी टिकवून ठेवता येते आणि उच्च पल्स ऊर्जा मिळवता येते, विशेषतः उच्च पुनरावृत्ती दर आणि लहान पल्स आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी. इतर पल्स निर्मिती तंत्रांसोबत एकत्रित केल्यास, पल्स ऊर्जा आणखी सुधारली जाऊ शकते.
नाडी नियंत्रणलेझरही एक गुंतागुंतीची आणि महत्त्वाची प्रक्रिया आहे, ज्यामध्ये पल्स रुंदी नियंत्रण, पल्स वारंवारता नियंत्रण आणि अनेक मॉड्युलेशन तंत्रांचा समावेश असतो. या पद्धतींची योग्य निवड आणि वापराद्वारे, वेगवेगळ्या अनुप्रयोग परिस्थितींच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी लेझरची कार्यक्षमता अचूकपणे समायोजित केली जाऊ शकते. भविष्यात, नवीन सामग्री आणि नवीन तंत्रज्ञानाच्या सतत उदयानंतर, लेझरच्या पल्स नियंत्रण तंत्रज्ञानामध्ये अधिक प्रगती होईल आणि त्याच्या विकासाला चालना मिळेल.लेझर तंत्रज्ञानअधिक अचूकतेच्या आणि व्यापक उपयोगाच्या दिशेने.
पोस्ट करण्याची वेळ: २५ मार्च २०२५