Работа оптических лазеров и мод

Лазеры   получают свое название от аббревиатуры для усиления света посредством вынужденного излучения, и обычно используются   оптические компоненты   ,  Поскольку свет в лазерном луче может быть либо непрерывным, либо импульсным и, как правило, когерентным, в отличие от других световых лучей, они имеют множество различных применений Лазеры получают свое название от аббревиатуры для усиления света посредством вынужденного излучения, и обычно используются оптические компоненты , Поскольку свет в лазерном луче может быть либо непрерывным, либо импульсным и, как правило, когерентным, в отличие от других световых лучей, они имеют множество различных применений. Пространственная когерентность лазерного луча может варьироваться, причем некоторые лучи занимают очень узкий спектр, а другие занимают более широкую длину волны. Так же, как когерентность лазерного света может быть разной, существуют также различные режимы работы, которые оптимизируют производительность лазера для определенных применений.

Режимы работы

В режиме непрерывной волны световой поток лазера является относительно постоянным и поддерживается источником накачки. Поскольку выходной сигнал непрерывный, этот режим работы также называется автономным.

Импульсный режим работы происходит, когда лазер включается и выключается, выпуская свет в концентрированных лучах в течение короткого периода времени. Часто этот метод используется для фокусировки энергии на определенной области подложки и для достижения желаемых результатов как можно быстрее. Если лазер остается включенным, как в режиме непрерывной волны, тепло от лазера может перемещаться по всей подложке, а не оставаться в одном конкретном месте. Существует несколько различных режимов, связанных с импульсной работой, включая переключение добротности, синхронизацию мод и импульсную накачку.

Переключение добротности, которое часто называют формированием гигантских импульсов, происходит, когда лазер создает мощные импульсы света (измеряемые в гигаваттах). В результате получается лазерный луч, который излучает очень концентрированные и мощные импульсы света, в большей степени, чем непрерывный выходной сигнал. Частота повторения импульсов при Q-переключении ниже, чем в режиме непрерывной волны, но импульсы длятся дольше.

Для создания таких мощных импульсов переключение добротности зависит от аттенюатора - небольшого устройства, которое уменьшает амплитуду света без изменения его формы - размещенного внутри оптического резонатора. Аттенюатор подавляет свет, который оставляет источник оптического усиления лазера для возврата, тем самым препятствуя работе лазера. Поскольку аттенюатор вызывает потери резонатора, добротность Добротность ) оптического резонатора уменьшается. Однако, если аттенюатор заблокирован, величина оптического усиления и светового возврата увеличивается, и впоследствии увеличивается добротность. Когда аттенюатор используется для подавления или усиления оптического усиления и возврата света, его часто называют Q-переключателем.

Хотя может показаться, что использование аттенюатора уменьшит выходной сигнал, на самом деле его можно использовать для создания мощных импульсов. Когда аттенюатор (Q-переключатель) настроен на предотвращение повторного проникновения света в оптический резонатор, и резонатор испытывает низкий Q-фактор, лазерная среда накачивается. Поскольку лазер не может работать, когда нет обратного усиления (свет не возвращается), энергия, создаваемая накачкой, просто сохраняется до тех пор, пока оптический резонатор не станет насыщенным. В этот момент Q-переключатель испытывает высокий Q-фактор, который может работать лазер, высвобождая всю накопленную энергию в мощных импульсах.

Существует два типа Q-переключения: активный и пассивный. При активном Q-переключении аттенюатор управляется извне, часто с помощью модулятора. При пассивном переключении добротности аттенюатор изготовлен из абсорбирующего материала, который проявляет повышенные свойства пропускания, когда интенсивность света увеличивается выше определенной заданной точки.

Синхронизация мод - это тип импульсной операции, когда лазер включается и выключается в течение очень коротких промежутков времени - лазер может работать в течение столь короткого времени, которое может быть измерено только в пикосекундах или фемтосекундах. Поскольку лазер зависит от резонансной полости, которая создает колебания, идея синхронизации мод заключается в том, чтобы достичь фиксированной фазы между модами колебаний, таким образом «блокируя» моду. Лазерный свет, каким бы чистым он ни был, не имеет единой частоты - синхронизация мод использует преимущества изменения частоты света, а также коэффициента усиления, который определяет диапазон частот, на которых может работать лазер.

Синхронизация мод, как и Q-переключение, может быть активной или пассивной. Активная синхронизация мод зависит от внешнего источника, который вызывает колебания в резонансной полости, создавая модулированный свет. Пассивные методы синхронизации мод не используют внешний источник, скорее, они используют сам свет резонатора, чтобы вызвать изменение внутри резонатора.

Импульсная накачка включает в себя накачивание лазерного материала уже импульсным источником, активируемым либо электронной зарядкой, либо другим уже импульсным лазером.

Похожие

Почему лазеры - это будущее (проекторов)
... модели, в которых не используются все три цвета отдельных красных, зеленых и синих лазеров. Вместо этого они используют один или два из них, а затем какой-то метод с люминофорами для создания других длин волн света. Одним из преимуществ является сокращение расходов. Epson LS10000 использует гибридную конструкцию с двумя синими лазерами: один для синего света, другой для подачи желтого люминофора, который разделяет синий свет на красный и зеленый. Epson Менеджер
Рекомендации по покупке авто
рунета
Автомобильные чехлы по индивидуальному заказу