पल्स रुंदी नियंत्रणलेसर पल्स नियंत्रणतंत्रज्ञान
लेसरचे पल्स कंट्रोल हे त्यातील एक महत्त्वाचे दुवे आहेलेसर तंत्रज्ञान, जे लेसरच्या कार्यक्षमतेवर आणि अनुप्रयोगाच्या परिणामावर थेट परिणाम करते. हे पेपर पल्स रुंदी नियंत्रण, पल्स फ्रिक्वेन्सी नियंत्रण आणि संबंधित मॉड्युलेशन तंत्रज्ञानाचे पद्धतशीरपणे वर्गीकरण करेल आणि व्यावसायिक, व्यापक आणि तार्किक असण्याचा प्रयत्न करेल.
१. नाडीच्या रुंदीची संकल्पना
लेसरची पल्स रुंदी म्हणजे लेसर पल्सचा कालावधी, जो लेसर आउटपुटच्या वेळेच्या वैशिष्ट्यांचे वर्णन करण्यासाठी एक प्रमुख पॅरामीटर आहे. अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेसरसाठी (जसे की नॅनोसेकंद, पिकोसेकंद आणि फेमटोसेकंद लेसर), पल्स रुंदी जितकी कमी असेल तितकी पीक पॉवर जास्त असेल आणि थर्मल इफेक्ट कमी असेल, जो अचूक मशीनिंग किंवा वैज्ञानिक संशोधनासाठी योग्य आहे.
२. लेसर पल्स रुंदीवर परिणाम करणारे घटक लेसरच्या पल्स रुंदीवर विविध घटकांचा परिणाम होतो, ज्यामध्ये प्रामुख्याने खालील बाबींचा समावेश होतो:
अ. गेन माध्यमाची वैशिष्ट्ये. वेगवेगळ्या प्रकारच्या गेन माध्यमांमध्ये अद्वितीय ऊर्जा पातळी रचना आणि फ्लोरोसेन्स लाइफटाइम असते, जे लेसर पल्सच्या निर्मिती आणि पल्स रुंदीवर थेट परिणाम करते. उदाहरणार्थ, सॉलिड-स्टेट लेसर, Nd:YAG क्रिस्टल्स आणि Ti:Sapphire क्रिस्टल्स हे सामान्य सॉलिड-स्टेट लेसर माध्यम आहेत. कार्बन डायऑक्साइड (CO₂) लेसर आणि हेलियम-निऑन (HeNe) लेसर सारखे गॅस लेसर, त्यांच्या आण्विक रचनेमुळे आणि उत्तेजित स्थिती गुणधर्मांमुळे सहसा तुलनेने लांब पल्स तयार करतात; सेमीकंडक्टर लेसर, वाहक पुनर्संयोजन वेळेवर नियंत्रण ठेवून, नॅनोसेकंद ते पिकोसेकंद पर्यंतच्या पल्स रुंदी साध्य करू शकतात.
लेसर पोकळीच्या रचनेचा नाडीच्या रुंदीवर लक्षणीय परिणाम होतो, ज्यामध्ये हे समाविष्ट आहे: पोकळीची लांबी, लेसर पोकळीची लांबी प्रकाशाला पोकळीत पुन्हा पुन्हा प्रवास करण्यासाठी लागणारा वेळ ठरवते, जास्त पोकळीमुळे नाडीची रुंदी जास्त होईल, तर लहान पोकळी अल्ट्रा-शॉर्ट पल्सच्या निर्मितीसाठी अनुकूल असते; परावर्तन: उच्च परावर्तन असलेला परावर्तक पोकळीतील फोटॉन घनता वाढवू शकतो, ज्यामुळे गेन इफेक्ट सुधारतो, परंतु खूप जास्त परावर्तन पोकळीतील तोटा वाढवू शकतो आणि पल्स रुंदी स्थिरतेवर परिणाम करू शकतो; गेन माध्यमाची स्थिती आणि पोकळीतील गेन माध्यमाची स्थिती देखील फोटॉन आणि गेन माध्यमातील परस्परसंवाद वेळेवर परिणाम करेल आणि नंतर पल्स रुंदीवर परिणाम करेल.
क. पल्स लेसर आउटपुट आणि पल्स रुंदी नियमन साध्य करण्यासाठी क्यू-स्विचिंग तंत्रज्ञान आणि मोड-लॉकिंग तंत्रज्ञान हे दोन महत्त्वाचे माध्यम आहेत.
d. पंप स्रोत आणि पंप मोड पंप स्रोताची पॉवर स्थिरता आणि पंप मोडची निवड यांचाही पल्स रुंदीवर महत्त्वाचा परिणाम होतो.
३. सामान्य पल्स रुंदी नियंत्रण पद्धती
अ. लेसरचा काम करण्याचा मोड बदला: लेसरचा काम करण्याचा मोड त्याच्या पल्स रुंदीवर थेट परिणाम करेल. खालील पॅरामीटर्स समायोजित करून पल्स रुंदी नियंत्रित केली जाऊ शकते: पंप स्रोताची वारंवारता आणि तीव्रता, पंप स्रोताची ऊर्जा इनपुट आणि गेन माध्यमात कण लोकसंख्या उलटण्याची डिग्री; आउटपुट लेन्सची परावर्तकता रेझोनेटरमधील अभिप्राय कार्यक्षमता बदलते, त्यामुळे पल्स निर्मिती प्रक्रियेवर परिणाम होतो.
b. नाडीचा आकार नियंत्रित करा: लेसर नाडीचा आकार बदलून अप्रत्यक्षपणे नाडीची रुंदी समायोजित करा.
c. करंट मॉड्युलेशन: लेसर माध्यमातील इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा पातळीचे वितरण नियंत्रित करण्यासाठी पॉवर सप्लायच्या आउटपुट करंटमध्ये बदल करून आणि नंतर पल्स रुंदी बदलून. या पद्धतीमध्ये जलद प्रतिसाद गती आहे आणि जलद समायोजन आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोग परिस्थितींसाठी योग्य आहे.
d. स्विच मॉड्युलेशन: पल्स रुंदी समायोजित करण्यासाठी लेसरच्या स्विचिंग स्थितीवर नियंत्रण ठेवून.
e. तापमान नियंत्रण: तापमानातील बदल लेसरच्या इलेक्ट्रॉन ऊर्जा पातळीच्या संरचनेवर परिणाम करतील, ज्यामुळे अप्रत्यक्षपणे पल्स रुंदीवर परिणाम होईल.
f. मॉड्युलेशन तंत्रज्ञानाचा वापर करा: मॉड्युलेशन तंत्रज्ञान हे पल्स रुंदी अचूकपणे नियंत्रित करण्याचे एक प्रभावी माध्यम आहे.
लेसर मॉड्युलेशनतंत्रज्ञान म्हणजे अशी तंत्रज्ञान जी लेसरला वाहक म्हणून वापरते आणि त्यावर माहिती लोड करते. लेसरशी असलेल्या संबंधांनुसार अंतर्गत मॉड्युलेशन आणि बाह्य मॉड्युलेशनमध्ये विभागले जाऊ शकते. अंतर्गत मॉड्युलेशन म्हणजे मॉड्युलेशन मोड ज्यामध्ये लेसर ऑसिलेशन पॅरामीटर्स बदलण्यासाठी आणि अशा प्रकारे लेसर आउटपुट वैशिष्ट्ये बदलण्यासाठी लेसर ऑसिलेशन प्रक्रियेत मॉड्युलेटेड सिग्नल लोड केला जातो. बाह्य मॉड्युलेशन म्हणजे मॉड्युलेशन मोड ज्यामध्ये लेसर तयार झाल्यानंतर मॉड्युलेशन सिग्नल जोडला जातो आणि लेसरचे ऑसिलेशन पॅरामीटर्स न बदलता आउटपुट लेसर गुणधर्म बदलले जातात.
मॉड्युलेशन तंत्रज्ञानाचे वर्गीकरण कॅरियर मॉड्युलेशन फॉर्मनुसार देखील केले जाऊ शकते, ज्यामध्ये अॅनालॉग मॉड्युलेशन, पल्स मॉड्युलेशन, डिजिटल मॉड्युलेशन (पल्स कोड मॉड्युलेशन) समाविष्ट आहे; मॉड्युलेशन पॅरामीटर्सनुसार, ते तीव्रता मॉड्युलेशन आणि फेज मॉड्युलेशनमध्ये विभागले गेले आहे.
तीव्रता मॉड्युलेटर: लेसर प्रकाशाच्या तीव्रतेतील बदल समायोजित करून नाडीची रुंदी नियंत्रित केली जाते.
फेज मॉड्युलेटर: प्रकाश लहरीचा टप्पा बदलून नाडीची रुंदी समायोजित केली जाते.
फेज-लॉक केलेले अॅम्प्लिफायर: फेज-लॉक केलेले अॅम्प्लिफायर मॉड्युलेशनद्वारे, लेसर पल्स रुंदी अचूकपणे समायोजित केली जाऊ शकते.
पोस्ट वेळ: मार्च-२४-२०२५