Во современата оптоелектронска технологија, полупроводничките ласери се издвојуваат со својата компактна структура, висока ефикасност и брз одговор. Тие играат суштинска улога во области како што се комуникациите, здравствената заштита, индустриската обработка и сензорирањето/определувањето. Сепак, кога се дискутира за перформансите на полупроводничките ласери, честопати се занемарува еден навидум едноставен, но исклучително важен параметар - работниот циклус. Оваа статија се навлегува во концептот, пресметката, импликациите и практичното значење на работниот циклус кај полупроводничките ласерски системи.
1. Што е работен циклус?
Работниот циклус е бездимензионален сооднос што се користи за да се опише пропорцијата на времето во кое ласерот е во состојба „вклучена“ во рамките на еден период на повторувачки сигнал. Тој обично се изразува како процент. Формулата е: Работен циклус = (ширина на пулсот/Период на пулсот) × 100%. На пример, ако ласерот емитува импулс од 1 микросекунда на секои 10 микросекунди, работниот циклус е: (1 μs/10 μs)×100%=10%.
2. Зошто е важен работниот циклус?
Иако е само сооднос, работниот циклус директно влијае на термичкото управување на ласерот, животниот век, излезната моќност и целокупниот дизајн на системот. Да го анализираме неговото значење:
① Термичко управување и животен век на уредот
При високофреквентни пулсирачки операции, помалиот работен циклус значи подолго време на „исклучување“ помеѓу пулсирањата, што му помага на ласерот да се излади. Ова е особено корисно кај апликации со голема моќност, каде што контролирањето на работниот циклус може да го намали термичкиот стрес и да го продолжи животниот век на уредот.
② Контрола на излезна моќност и оптички интензитет
Повисок работен циклус резултира со поголем просечен оптички излез, додека помал работен циклус ја намалува просечната моќност. Прилагодувањето на работниот циклус овозможува фино подесување на излезната енергија без промена на врвната струја на погонот.
③ Системски одговор и модулација на сигналот
Во оптичките комуникациски и LiDAR системите, работниот циклус директно влијае на времето на одговор и шемите за модулација. На пример, кај пулсното ласерско мерење на опсегот, поставувањето на правилниот работен циклус го подобрува откривањето на ехо сигналот, подобрувајќи ја и точноста на мерењето и фреквенцијата.
3. Примери за примена на работниот циклус
① LiDAR (Ласерско откривање и мерење на опсег)
Кај модулите за ласерско мерење на опсег од 1535 nm, обично се користи конфигурација на пулс со низок работен циклус и висок врв за да се обезбеди детекција на долг дострел и безбедност на очите. Работните циклуси често се контролираат помеѓу 0,1% и 1%, балансирајќи ја високата врвна моќност со безбедно, ладно работење.
② Медицински ласери
Во апликации како што се дерматолошки третмани или ласерска хирургија, различните работни циклуси резултираат со различни термички ефекти и терапевтски исходи. Високиот работен циклус предизвикува одржливо загревање, додека нискиот работен циклус поддржува моментална пулсирачка аблација.
③ Индустриска обработка на материјали
При ласерско обележување и заварување, работниот циклус влијае на тоа како енергијата се депонира во материјалите. Прилагодувањето на работниот циклус е клучно за контрола на длабочината на гравирање и пенетрацијата на заварувањето.
4. Како да го изберете вистинскиот работен циклус?
Оптималниот работен циклус зависи од специфичната примена и карактеристиките на ласерот:
①Низок работен циклус (<10%)
Идеално за апликации со висок врв, краток импулс, како што се мерење на опсег или прецизно обележување.
②Среден циклус на работа (10%–50%)
Погодно за пулсирани ласерски системи со високо повторување.
③Висок работен циклус (>50%)
Приближувајќи се кон работа со континуиран бран (CW), што се користи во апликации како оптичко пумпање и комуникации.
Други фактори што треба да се земат предвид вклучуваат способност за дисипација на топлина, перформанси на колото на драјверот и термичка стабилност на ласерот.
5. Заклучок
Иако мал, работниот циклус е клучен параметар за дизајн кај полупроводничките ласерски системи. Тој влијае не само на излезните перформанси, туку и на долгорочната стабилност и сигурност на системот. Во идниот развој и примена на ласери, прецизната контрола и флексибилното користење на работниот циклус ќе бидат клучни за подобрување на ефикасноста на системот и овозможување на иновации.
Доколку имате повеќе прашања во врска со дизајнот или примената на ласерските параметри, слободно контактирајте не или оставете коментар. Тука сме да ви помогнеме!
Време на објавување: 09 јули 2025