Пулсна енергија на ласери

Енергијата на пулсот на ласер се однесува на енергијата што се пренесува со ласерски пулс по единица време. Обично, ласерите можат да испуштаат континуирани бранови (CW) или пулсирани бранови, при што вторите се особено важни во многу апликации, како што се обработка на материјали, далечинско сензори, медицинска опрема и научно истражување. Разбирањето на карактеристиките на ласерската енергија на пулсот е клучно за оптимизирање на неговите перформанси и подобрување на ефикасноста на примената.

1. Дефиниција и мерење на пулсот енергија

Енергијата на ласерскиот пулс е енергијата што ја ослободува секој ласерски пулс, обично се мери во ouулес (j). За разлика од ласерите со континуиран бран (CW), пулсираните ласери ослободуваат енергија за кратко време, 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 следнава формула: e = ppeak × τ. Онаму каде Е е пулсот енергија (ouулес), ppeak е врвната моќност на пулсот (вати), а τ е времетраењето на пулсот (секунди). Ова значи дека енергијата на пулсот е директно поврзана и со врвната моќност и ширината на пулсот.

2. Фактори кои влијаат на пулсот енергија

Неколку фактори влијаат врз пулсната енергија на ласер, вклучувајќи:

①Ласерски дизајн и тип:
Различни видови на ласери влијаат на големината на енергијата на пулсот. На пример, ласерите со цврста состојба обично нудат поголема енергија на пулсот, погодна за апликации за кои е потребна голема моќност. Ласерите со влакна, од друга страна, можат да произведат пулсирања со поголема моќност со прилагодување на нивната бранова должина.

②Времетраење на пулсот (ширина на пулсот):
Колку е пократка ширината на пулсот, толку е поголема врвната моќност во дадено време, што овозможува поголема енергија на пулсот. Ширините на пулсот во пулсираните ласери обично се прилагодуваат помеѓу наносекунди и пикосекунди, при што кратките пулсирања се користат во апликации со голема прецизност заради нивната моќност со висок врв.

③Ефикасност на ласерската моќност и конверзија на енергија:
Ефикасноста на ласерот директно го одредува производството на енергија. Некои ласерски системи можат да ја подобрат ефикасноста на конверзијата со оптимизирање на дизајнот на средната добивка или ласерската празнина, со што ќе се зголеми енергијата на пулсот.

④Ласерски засилувачи:
Во многу ласерски системи со голема моќ, засилувачите се користат за зголемување на излезната енергија. Преку повеќестепено засилување, енергијата на пулсот може значително да се зголеми.

⑤Струја на ласерски погон:
Струјата на погонот на ласерската диода или ласерскиот систем е клучен фактор што влијае на неговата излезна моќност и енергијата на пулсот. Со прилагодување на струјата, состојбата на побудување на ласерот може да се модифицира, со што влијае на производството на енергија на пулсот.

3. Апликации на ласерска пулс енергија

Големината на ласерската енергија на пулсот ја одредува неговата соодветност за различни полиња. Некои типични апликации вклучуваат:

①Обработка на материјал:
Во ласерското заварување, сечење и гравура, енергијата на пулсот може прецизно да се контролира за да се постигне ефикасна и обработка на висока прецизност. Повисоката енергија на пулсот е погодна за обработка на метални материјали, додека пулсирањата со ниска енергија се користат за фини површински третмани.

②Медицински апликации:
Пулсираните ласери широко се користат во медицинското поле, особено за ласерските операции, третманите на кожата и офталмолошки третмани. На пример, пулсираните ласери со поголема енергија можат да ја фокусираат ласерската енергија со специфични бранови должини на мали области за аблација на заболено ткиво или лекување на услови на очите.

③Лидар и далечинско сензори:
Lidar Technology се потпира на ласери со висока пулсна енергија за прецизно опсег и слики. Во следењето на животната средина, автономното возење и надзорот на беспилотни летала, големината на енергијата на пулсот директно влијае на растојанието за откривање и резолуцијата на системот LIDAR.

④Научно истражување:
Пулсираните ласери исто така играат важна улога во експериментите во физиката, хемијата и биологијата. Со прецизно контролирање на енергијата на пулсот, научниците можат да спроведат спектроскопија предизвикана од ласерско прецизно ласерско, 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 избирање на соодветен медиум за добивка и оптимизирање на дизајнот на ласерската празнина, излезната енергија на ласерот може да се зголеми.

②Мулти-фаза ласерско засилување:
Мулти-фазаните засилувачи можат постепено да ја зголемуваат пулсната енергија на ласерот за да ги исполнат барањата на различни апликации.

③Зголемување на струјата на погонот или ширина на пулсот:
Прилагодувањето на струјата на погонот на ласерот или ширината на пулсот може да резултира во поголема енергија на пулсот.

④Технологија за компресија на пулсот:
Користејќи ги техниките за компресија на пулсот, времетраењето на пулсот може да се скрати, зголемувајќи ја нејзината врвна моќност и ослободува повеќе енергија за пократко време.

5. Заклучок

Енергијата на ласерскиот пулс е клучен параметар кој директно влијае на перформансите и примената на ласерите во различни полиња. Со континуирани достигнувања во ласерската технологија, пулсираните ласери ќе имаат пошироки апликации во многу индустрии. Од прецизно обработка до далечинско сензори и медицински третмани, високиот исход на енергија на пулсираните ласери отвора нови можности. Разбирањето на основните концепти на пулсната енергија и неговите влијателни фактори може да помогне да се направат повеќе научни избори при дизајнирање и примена на ласерски системи.