लेजर पल्स नियंत्रण प्रौद्योगिकी का पल्स चौड़ाई नियंत्रण

पल्स चौड़ाई नियंत्रणलेजर पल्स नियंत्रणतकनीकी

लेजर का पल्स नियंत्रण एक महत्वपूर्ण कड़ी हैलेजर तकनीक, जो सीधे लेजर के प्रदर्शन और अनुप्रयोग प्रभाव को प्रभावित करता है। यह पत्र व्यवस्थित रूप से पल्स चौड़ाई नियंत्रण, पल्स आवृत्ति नियंत्रण और संबंधित मॉड्यूलेशन तकनीक को सुलझाएगा, और पेशेवर, व्यापक और तार्किक होने का प्रयास करेगा।

1. पल्स चौड़ाई की अवधारणा

लेजर की पल्स चौड़ाई लेजर पल्स की अवधि को संदर्भित करती है, जो लेजर आउटपुट की समय विशेषताओं का वर्णन करने के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स लेजर (जैसे नैनोसेकंड, पिकोसेकंड और फेमटोसेकंड लेजर) के लिए, पल्स की चौड़ाई जितनी छोटी होगी, पीक पावर उतनी ही अधिक होगी, और थर्मल प्रभाव उतना ही कम होगा, जो सटीक मशीनिंग या वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए उपयुक्त है।

2. लेजर पल्स चौड़ाई को प्रभावित करने वाले कारक लेजर की पल्स चौड़ाई विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है, जिनमें मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलू शामिल हैं:

ए. लाभ माध्यम की विशेषताएँ। विभिन्न प्रकार के लाभ माध्यमों में अद्वितीय ऊर्जा स्तर संरचना और प्रतिदीप्ति जीवनकाल होता है, जो सीधे लेजर पल्स की पीढ़ी और पल्स चौड़ाई को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, सॉलिड-स्टेट लेजर, एनडी: वाईएजी क्रिस्टल और टीआई: नीलम क्रिस्टल सामान्य सॉलिड-स्टेट लेजर मीडिया हैं। गैस लेजर, जैसे कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) लेजर और हीलियम-नियॉन (HeNe) लेजर, आमतौर पर अपनी आणविक संरचना और उत्तेजित अवस्था गुणों के कारण अपेक्षाकृत लंबे पल्स उत्पन्न करते हैं; सेमीकंडक्टर लेजर, वाहक पुनर्संयोजन समय को नियंत्रित करके, नैनोसेकंड से लेकर पिकोसेकंड तक की पल्स चौड़ाई प्राप्त कर सकते हैं।

लेजर गुहा के डिजाइन का पल्स चौड़ाई पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, जिसमें शामिल हैं: गुहा की लंबाई, लेजर गुहा की लंबाई प्रकाश को गुहा में एक बार और फिर से यात्रा करने के लिए आवश्यक समय निर्धारित करती है, एक लंबी गुहा एक लंबी पल्स चौड़ाई की ओर ले जाएगी, जबकि एक छोटी गुहा अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स की पीढ़ी के लिए अनुकूल है; परावर्तन: उच्च परावर्तन वाला एक परावर्तक गुहा में फोटॉन घनत्व को बढ़ा सकता है, जिससे लाभ प्रभाव में सुधार होता है, लेकिन बहुत अधिक परावर्तन गुहा में नुकसान को बढ़ा सकता है और पल्स चौड़ाई स्थिरता को प्रभावित कर सकता है; लाभ माध्यम की स्थिति और गुहा में लाभ माध्यम की स्थिति भी फोटॉन और लाभ माध्यम के बीच बातचीत के समय को प्रभावित करेगी, और फिर पल्स चौड़ाई को प्रभावित करेगी।

सी. क्यू-स्विचिंग प्रौद्योगिकी और मोड-लॉकिंग प्रौद्योगिकी पल्स लेजर आउटपुट और पल्स चौड़ाई विनियमन को साकार करने के दो महत्वपूर्ण साधन हैं।

डी. पंप स्रोत और पंप मोड पंप स्रोत की शक्ति स्थिरता और पंप मोड का चयन भी पल्स चौड़ाई पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।

3. सामान्य पल्स चौड़ाई नियंत्रण विधियाँ

ए. लेजर के कार्य मोड को बदलें: लेजर का कार्य मोड सीधे इसकी पल्स चौड़ाई को प्रभावित करेगा। पल्स चौड़ाई को निम्नलिखित मापदंडों को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है: पंप स्रोत की आवृत्ति और तीव्रता, पंप स्रोत का ऊर्जा इनपुट, और लाभ माध्यम में कण आबादी व्युत्क्रम की डिग्री; आउटपुट लेंस की परावर्तकता गुंजयमान यंत्र में प्रतिक्रिया दक्षता को बदल देती है, जिससे पल्स गठन प्रक्रिया प्रभावित होती है।

ख. पल्स आकार को नियंत्रित करें: लेजर पल्स के आकार को बदलकर अप्रत्यक्ष रूप से पल्स की चौड़ाई को समायोजित करें।

सी. करंट मॉड्यूलेशन: लेजर माध्यम में इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा स्तरों के वितरण को विनियमित करने के लिए बिजली आपूर्ति के आउटपुट करंट को बदलकर, और फिर पल्स की चौड़ाई को बदलकर। इस विधि की प्रतिक्रिया गति तेज़ है और यह उन अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जिनमें तेजी से समायोजन की आवश्यकता होती है।

डी. स्विच मॉड्यूलेशन: पल्स चौड़ाई को समायोजित करने के लिए लेजर की स्विचिंग स्थिति को नियंत्रित करके।

ई. तापमान नियंत्रण: तापमान परिवर्तन लेजर की इलेक्ट्रॉन ऊर्जा स्तर संरचना को प्रभावित करेगा, जिससे अप्रत्यक्ष रूप से पल्स चौड़ाई प्रभावित होगी।

च. मॉड्यूलेशन तकनीक का उपयोग करें: मॉड्यूलेशन तकनीक पल्स चौड़ाई को सटीक रूप से नियंत्रित करने का एक प्रभावी साधन है।

लेजर मॉड्यूलेशनप्रौद्योगिकी एक ऐसी तकनीक है जो लेजर को वाहक के रूप में उपयोग करती है और उस पर सूचना लोड करती है। लेजर के साथ संबंध के अनुसार आंतरिक मॉड्यूलेशन और बाहरी मॉड्यूलेशन में विभाजित किया जा सकता है। आंतरिक मॉड्यूलेशन मॉड्यूलेशन मोड को संदर्भित करता है जिसमें लेजर दोलन की प्रक्रिया में मॉड्यूलेटेड सिग्नल को लेजर दोलन मापदंडों को बदलने के लिए लोड किया जाता है और इस प्रकार लेजर आउटपुट विशेषताओं को बदल दिया जाता है। बाहरी मॉड्यूलेशन मॉड्यूलेशन मोड को संदर्भित करता है जिसमें लेजर बनने के बाद मॉड्यूलेशन सिग्नल जोड़ा जाता है, और लेजर के दोलन मापदंडों को बदले बिना आउटपुट लेजर गुणों को बदल दिया जाता है।

मॉडुलन प्रौद्योगिकी को वाहक मॉडुलन रूपों के अनुसार भी वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें एनालॉग मॉडुलन, पल्स मॉडुलन, डिजिटल मॉडुलन (पल्स कोड मॉडुलन) शामिल हैं; मॉडुलन मापदंडों के अनुसार, इसे तीव्रता मॉडुलन और चरण मॉडुलन में विभाजित किया गया है।

तीव्रता मॉड्युलेटरपल्स की चौड़ाई को लेजर प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन को समायोजित करके नियंत्रित किया जाता है।

चरण मॉडुलेटरप्रकाश तरंग के चरण को बदलकर पल्स की चौड़ाई को समायोजित किया जाता है।

चरण-लॉक्ड एम्पलीफायर: चरण-लॉक्ड एम्पलीफायर मॉड्यूलेशन के माध्यम से, लेजर पल्स चौड़ाई को सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है।