Енергијата на пулсот на ласерот се однесува на енергијата што ја пренесува ласерскиот пулс по единица време. Типично, ласерите можат да емитуваат континуирани бранови (CW) или пулсирани бранови, при што вторите се особено важни во многу апликации како што се обработка на материјали, далечинско набљудување, медицинска опрема и научни истражувања. Разбирањето на карактеристиките на енергијата на ласерскиот пулс е клучно за оптимизирање на неговите перформанси и подобрување на ефикасноста на примената.
1. Дефиниција и мерење на енергијата на пулсот
Енергијата на ласерскиот пулс е енергијата ослободена од секој ласерски пулс, обично мерена во џули (J). За разлика од ласерите со континуиран бран (CW), пулсирачките ласери ослободуваат енергија за краток временски период, а големината на енергијата обично е поврзана со времетраењето на пулсот (ширина на пулсот) и врвната моќност.
Енергијата на пулсот може да се пресмета со помош на следната формула: E = Ppeak × τ. Каде што E е енергијата на импулсот (џули), Ppeak е врвната моќност на импулсот (вати), а τ е времетраењето на импулсот (секунди). Ова значи дека енергијата на импулсот е директно поврзана и со врвната моќност и со ширината на импулсот.
2. Фактори што влијаат на енергијата на пулсот
Неколку фактори влијаат на енергијата на пулсот на ласерот, вклучувајќи:
①Дизајн и тип на ласер:
Различни видови ласери влијаат на големината на енергијата на пулсот. На пример, ласерите во цврста состојба обично нудат поголема енергија на пулсот, што е погодно за апликации што бараат голема излезна моќност. Од друга страна, фибер ласери можат да произведат импулси со поголема моќност со прилагодување на нивната бранова должина.
②Времетраење на пулсот (ширина на пулсот):
Колку е пократка ширината на импулсот, толку е поголема врвната моќност во дадено време, што овозможува поголема енергија на импулсот. Ширината на импулсот кај импулсните ласери обично е прилагодлива помеѓу наносекунди и пикосекунди, при што кратките импулси се широко користени во високопрецизни апликации поради нивната висока врвна моќност.
③Ласерска моќност и ефикасност на конверзија на енергија:
Ефикасноста на ласерот директно го одредува излезниот енергетски излез. Некои ласерски системи можат да ја зголемат ефикасноста на конверзијата со оптимизирање на дизајнот на медиумот за засилување или ласерската празнина, со што се зголемува енергијата на пулсот.
④Ласерски засилувачи:
Во многу ласерски системи со голема моќност, засилувачите се користат за зголемување на излезната енергија. Преку повеќестепено засилување, енергијата на пулсот може значително да се зголеми.
⑤Струја на ласерскиот погон:
Погонската струја на ласерската диода или ласерскиот систем е клучен фактор што влијае на нејзината излезна моќност и енергијата на импулсот. Со прилагодување на струјата, состојбата на возбудување на ласерот може да се измени, со што ќе се влијае на излезната енергија на импулсот.
3. Примени на енергијата на ласерскиот пулс
Големината на енергијата на ласерскиот импулс ја одредува неговата соодветност за различни полиња. Некои типични примени вклучуваат:
①Обработка на материјал:
При ласерско заварување, сечење и гравирање, енергијата на импулсите може прецизно да се контролира за да се постигне ефикасна и високопрецизна обработка. Повисоката енергија на импулсите е погодна за обработка на метални материјали, додека импулсите со ниска енергија се користат за фини површински третмани.
②Медицински апликации:
Пулсирачките ласери се широко користени во медицинската област, особено за ласерски операции, третмани на кожа и офталмолошки третмани. На пример, пулсирачките ласери со поголема енергија можат да ја фокусираат ласерската енергија со специфични бранови должини врз мали површини за аблација на заболено ткиво или лекување на очни заболувања.
③LiDAR и далечинско набљудување:
LiDAR технологијата се потпира на ласери со висока импулсна енергија за прецизно мерење на опсегот и снимањето. Во мониторингот на животната средина, автономното возење и надзорот со дронови, големината на импулсната енергија директно влијае на растојанието за детекција и резолуцијата на LiDAR системот.
④Научно истражување:
Пулсирачките ласери играат важна улога и во експериментите во физиката, хемијата и биологијата. Со прецизно контролирање на енергијата на пулсот, научниците можат да спроведат високопрецизна ласерски индуцирана спектроскопија, забрзување на честички и истражување на ласерско ладење.
4. Методи за зголемување на енергијата на пулсот
Вообичаени методи за зголемување на енергијата на ласерскиот пулс вклучуваат:
①Добијте средна оптимизација:
Со избор на соодветен медиум за засилување и оптимизирање на дизајнот на ласерската празнина, излезната енергија на ласерот може да се зголеми.
②Повеќестепена ласерска засилување:
Повеќестепените засилувачи можат постепено да ја зголемуваат енергијата на пулсот на ласерот за да ги задоволат барањата на различните апликации.
③Зголемување на струјата на погонот или ширината на импулсот:
Прилагодувањето на струјата на погонот на ласерот или ширината на импулсот може да резултира со поголема енергија на импулсот.
④Технологија на пулсна компресија:
Користејќи техники на компресија на пулсот, времетраењето на пулсот може да се скрати, зголемувајќи ја неговата врвна моќност и ослободувајќи повеќе енергија за пократко време.
5. Заклучок
Енергијата на ласерскиот пулс е клучен параметар што директно влијае на перформансите и примената на ласерите во различни области. Со континуираниот напредок во ласерската технологија, пулсираните ласери ќе имаат поширока примена во многу индустрии. Од прецизна машинска обработка до далечинско набљудување и медицински третмани, високата енергетска моќ на пулсираните ласери отвора нови можности. Разбирањето на основните концепти на пулсираната енергија и нејзините фактори на влијание може да помогне во донесувањето понаучни одлуки при дизајнирање и примена на ласерски системи.
Време на објавување: 11 февруари 2025 година