ലേസർ പൾസ് നിയന്ത്രണ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പൾസ് വീതി നിയന്ത്രണം

പൾസ് വീതി നിയന്ത്രണംലേസർ പൾസ് നിയന്ത്രണംസാങ്കേതികവിദ്യ

ലേസറിന്റെ പൾസ് നിയന്ത്രണം പ്രധാന കണ്ണികളിൽ ഒന്നാണ്ലേസർ സാങ്കേതികവിദ്യ, ഇത് ലേസറിന്റെ പ്രകടനത്തെയും പ്രയോഗ ഫലത്തെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ഈ പ്രബന്ധം പൾസ് വീതി നിയന്ത്രണം, പൾസ് ഫ്രീക്വൻസി നിയന്ത്രണം, അനുബന്ധ മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ എന്നിവ വ്യവസ്ഥാപിതമായി തരംതിരിക്കുകയും പ്രൊഫഷണലും സമഗ്രവും യുക്തിസഹവുമാകാൻ ശ്രമിക്കുകയും ചെയ്യും.

1. പൾസ് വീതി എന്ന ആശയം

ലേസറിന്റെ പൾസ് വീതി എന്നത് ലേസർ പൾസിന്റെ ദൈർഘ്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, ഇത് ലേസർ ഔട്ട്‌പുട്ടിന്റെ സമയ സവിശേഷതകൾ വിവരിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു പ്രധാന പാരാമീറ്ററാണ്. അൾട്രാ-ഷോർട്ട് പൾസ് ലേസറുകൾക്ക് (നാനോസെക്കൻഡ്, പിക്കോസെക്കൻഡ്, ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് ലേസറുകൾ പോലുള്ളവ), പൾസ് വീതി കുറയുന്തോറും പീക്ക് പവർ കൂടും, താപ പ്രഭാവം കുറയും, ഇത് കൃത്യമായ മെഷീനിംഗിനോ ശാസ്ത്രീയ ഗവേഷണത്തിനോ അനുയോജ്യമാണ്.

2. ലേസർ പൾസ് വീതിയെ ബാധിക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾ ലേസറിന്റെ പൾസ് വീതിയെ വിവിധ ഘടകങ്ങൾ ബാധിക്കുന്നു, പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന വശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെ:

a. ഗെയിൻ മീഡിയത്തിന്റെ സവിശേഷതകൾ. വ്യത്യസ്ത തരം ഗെയിൻ മീഡിയകൾക്ക് സവിശേഷമായ ഊർജ്ജ നില ഘടനയും ഫ്ലൂറസെക്കൻഡ് ആയുസ്സും ഉണ്ട്, ഇത് ലേസർ പൾസിന്റെ ജനറേഷനെയും പൾസ് വീതിയെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസറുകൾ, Nd:YAG ക്രിസ്റ്റലുകൾ, Ti:Sapphire ക്രിസ്റ്റലുകൾ എന്നിവ സാധാരണ സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസർ മീഡിയകളാണ്. കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO₂) ലേസറുകൾ, ഹീലിയം-നിയോൺ (HeNe) ലേസറുകൾ തുടങ്ങിയ ഗ്യാസ് ലേസറുകൾ അവയുടെ തന്മാത്രാ ഘടനയും ഉത്തേജക അവസ്ഥ ഗുണങ്ങളും കാരണം സാധാരണയായി താരതമ്യേന നീളമുള്ള പൾസുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു; കാരിയർ പുനഃസംയോജന സമയം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾക്ക് നാനോ സെക്കൻഡ് മുതൽ പിക്കോസെക്കൻഡ് വരെയുള്ള പൾസ് വീതി കൈവരിക്കാൻ കഴിയും.

ലേസർ കാവിറ്റിയുടെ രൂപകൽപ്പന പൾസ് വീതിയിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, അവയിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു: അറയുടെ നീളം, ലേസർ കാവിറ്റിയുടെ നീളം പ്രകാശം വീണ്ടും വീണ്ടും അറയിൽ സഞ്ചരിക്കാൻ ആവശ്യമായ സമയം നിർണ്ണയിക്കുന്നു, നീളമുള്ള ഒരു കാവിറ്റി കൂടുതൽ പൾസ് വീതിയിലേക്ക് നയിക്കും, അതേസമയം ചെറിയ കാവിറ്റി അൾട്രാ-ഷോർട്ട് പൾസുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിന് സഹായകമാണ്; പ്രതിഫലനം: ഉയർന്ന പ്രതിഫലനമുള്ള ഒരു റിഫ്ലക്ടറിന് അറയിലെ ഫോട്ടോൺ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി ഗെയിൻ ഇഫക്റ്റ് മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയും, എന്നാൽ വളരെ ഉയർന്ന പ്രതിഫലനം അറയിലെ നഷ്ടം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പൾസ് വീതി സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കുകയും ചെയ്യും; ഗെയിൻ മീഡിയത്തിന്റെ സ്ഥാനവും ഗെയിൻ മീഡിയത്തിന്റെ സ്ഥാനവും ഫോട്ടോണിനും ഗെയിൻ മീഡിയത്തിനും ഇടയിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തന സമയത്തെയും ബാധിക്കും, തുടർന്ന് പൾസ് വീതിയെ ബാധിക്കും.

സി. പൾസ് ലേസർ ഔട്ട്‌പുട്ടും പൾസ് വീതി നിയന്ത്രണവും സാക്ഷാത്കരിക്കുന്നതിനുള്ള രണ്ട് പ്രധാന മാർഗങ്ങളാണ് ക്യു-സ്വിച്ചിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും മോഡ്-ലോക്കിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയും.

ഡി. പമ്പ് സ്രോതസ്സും പമ്പ് മോഡും പമ്പ് സ്രോതസ്സിന്റെ പവർ സ്ഥിരതയും പമ്പ് മോഡിന്റെ തിരഞ്ഞെടുപ്പും പൾസ് വീതിയിൽ ഒരു പ്രധാന സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു.

3. സാധാരണ പൾസ് വീതി നിയന്ത്രണ രീതികൾ

a. ലേസറിന്റെ പ്രവർത്തന രീതി മാറ്റുക: ലേസറിന്റെ പ്രവർത്തന രീതി അതിന്റെ പൾസ് വീതിയെ നേരിട്ട് ബാധിക്കും. ഇനിപ്പറയുന്ന പാരാമീറ്ററുകൾ ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ട് പൾസ് വീതി നിയന്ത്രിക്കാൻ കഴിയും: പമ്പ് സ്രോതസ്സിന്റെ ആവൃത്തിയും തീവ്രതയും, പമ്പ് സ്രോതസ്സിന്റെ ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ടും, ഗെയിൻ മീഡിയത്തിലെ കണികാ ജനസംഖ്യാ വിപരീതത്തിന്റെ അളവും; ഔട്ട്പുട്ട് ലെൻസിന്റെ പ്രതിഫലനക്ഷമത റെസൊണേറ്ററിലെ ഫീഡ്‌ബാക്ക് കാര്യക്ഷമതയെ മാറ്റുന്നു, അങ്ങനെ പൾസ് രൂപീകരണ പ്രക്രിയയെ ബാധിക്കുന്നു.

ബി. പൾസ് ആകൃതി നിയന്ത്രിക്കുക: ലേസർ പൾസിന്റെ ആകൃതി മാറ്റിക്കൊണ്ട് പൾസ് വീതി പരോക്ഷമായി ക്രമീകരിക്കുക.

c. കറന്റ് മോഡുലേഷൻ: ലേസർ മീഡിയത്തിലെ ഇലക്ട്രോണിക് ഊർജ്ജ നിലകളുടെ വിതരണം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് പവർ സപ്ലൈയുടെ ഔട്ട്പുട്ട് കറന്റ് മാറ്റുന്നതിലൂടെയും തുടർന്ന് പൾസ് വീതി മാറ്റുന്നതിലൂടെയും. ഈ രീതിക്ക് വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണ വേഗതയുണ്ട് കൂടാതെ ദ്രുത ക്രമീകരണം ആവശ്യമുള്ള ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.

ഡി. സ്വിച്ച് മോഡുലേഷൻ: പൾസ് വീതി ക്രമീകരിക്കുന്നതിന് ലേസറിന്റെ സ്വിച്ചിംഗ് അവസ്ഥ നിയന്ത്രിച്ചുകൊണ്ട്.

e. താപനില നിയന്ത്രണം: താപനില മാറ്റങ്ങൾ ലേസറിന്റെ ഇലക്ട്രോൺ ഊർജ്ജ നില ഘടനയെ ബാധിക്കും, അതുവഴി പരോക്ഷമായി പൾസ് വീതിയെ ബാധിക്കും.

f. മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുക: പൾസ് വീതി കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കുന്നതിനുള്ള ഫലപ്രദമായ മാർഗമാണ് മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യ.

ലേസർ മോഡുലേഷൻലേസർ ഒരു കാരിയർ ആയി ഉപയോഗിക്കുകയും അതിലേക്ക് വിവരങ്ങൾ ലോഡ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്ന ഒരു സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് സാങ്കേതികവിദ്യ. ലേസറുമായുള്ള ബന്ധം അനുസരിച്ച് ആന്തരിക മോഡുലേഷൻ, ബാഹ്യ മോഡുലേഷൻ എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. ലേസർ ആന്ദോളന പ്രക്രിയയിൽ മോഡുലേറ്റഡ് സിഗ്നൽ ലോഡ് ചെയ്ത് ലേസർ ആന്ദോളന പാരാമീറ്ററുകൾ മാറ്റുന്നതിനും അതുവഴി ലേസർ ഔട്ട്പുട്ട് സവിശേഷതകൾ മാറ്റുന്നതിനുമുള്ള മോഡുലേഷൻ മോഡിനെയാണ് ആന്തരിക മോഡുലേഷൻ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. ലേസർ രൂപപ്പെട്ടതിനുശേഷം മോഡുലേഷൻ സിഗ്നൽ ചേർക്കുന്ന മോഡുലേഷൻ മോഡിനെയാണ് ബാഹ്യ മോഡുലേഷൻ സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, ലേസറിന്റെ ആന്ദോളന പാരാമീറ്ററുകൾ മാറ്റാതെ ഔട്ട്പുട്ട് ലേസർ ഗുണങ്ങൾ മാറ്റുന്നു.

മോഡുലേഷൻ സാങ്കേതികവിദ്യയെ കാരിയർ മോഡുലേഷൻ ഫോമുകൾ അനുസരിച്ച് തരംതിരിക്കാം, അനലോഗ് മോഡുലേഷൻ, പൾസ് മോഡുലേഷൻ, ഡിജിറ്റൽ മോഡുലേഷൻ (പൾസ് കോഡ് മോഡുലേഷൻ); മോഡുലേഷൻ പാരാമീറ്ററുകൾ അനുസരിച്ച്, ഇത് തീവ്രത മോഡുലേഷൻ, ഫേസ് മോഡുലേഷൻ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു.

തീവ്രത മോഡുലേറ്റർ: ലേസർ പ്രകാശ തീവ്രതയുടെ മാറ്റം ക്രമീകരിച്ചുകൊണ്ടാണ് പൾസ് വീതി നിയന്ത്രിക്കുന്നത്.

ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ: പ്രകാശ തരംഗത്തിന്റെ ഘട്ടം മാറ്റുന്നതിലൂടെ പൾസ് വീതി ക്രമീകരിക്കപ്പെടുന്നു.

ഫേസ്-ലോക്ക്ഡ് ആംപ്ലിഫയർ: ഫേസ്-ലോക്ക്ഡ് ആംപ്ലിഫയർ മോഡുലേഷൻ വഴി, ലേസർ പൾസ് വീതി കൃത്യമായി ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും.