Лазердің импульстік энергиясы уақыт бірлігіне лазерлік импульс арқылы берілетін энергияға жатады. Әдетте, лазерлер үздіксіз толқындарды (CW) шығаруы мүмкін, өйткені олар материалды өңдеу, қашықтықтан зондтау, медициналық жабдықтар және ғылыми зерттеулер сияқты көптеген қосымшаларда өте маңызды. Лазерлік импульстің сипаттамаларын түсіну оның жұмысын оңтайландыру және қолдану тиімділігін арттыру үшін өте маңызды.
1. Импульстік энергияны анықтау және өлшеу
Лазерлік импульстік энергия - бұл әдетте джоулаларда өлшенетін әр лазерлік импульс шығаратын энергия. Үздіксіз толқындардан айырмашылығы, лазерлер, импульстің лазерлері қысқа уақыт ішінде энергия шығарады, ал энергияның көлемі әдетте импульстік ұзақтығымен (импульсті ені) және шың қуатымен байланысты.
Импульстің энергиясын келесі формула арқылы есептеуге болады: E = PPEAK × τ. Қай жерде e Импульстік энергия (Джоулалар), pppek - бұл импульстің ең жоғарғы қуаты (ватт), ал τ - импульстің ұзақтығы (секунд). Бұл импульстік энергия дегеніміз, қуат пен импульстің еніне тікелей байланысты.
2. Импульстік энергияға әсер ететін факторлар
Бірнеше факторлар лазердің импульстік энергиясына әсер етеді, соның ішінде:
①Лазерлік дизайн және түрі:
Лазерлердің әртүрлі түрлері импульстің энергия мөлшеріне әсер етеді. Мысалы, қатты күйдегі лазерлер әдетте жоғары қуат шығысын қажет ететін қосымшаларға сәйкес келетін импульстік энергияны ұсынады. Екінші жағынан, талшық лазерлері, олардың толқын ұзындығын түзету арқылы жоғары қуаты бар импульстар шығарады.
②Импульстің ұзақтығы (импульстің ені):
Импульстің ені қысқа, жоғары импульстік энергияға мүмкіндік беретін, ең жоғары қуат жоғары қуат жоғары. Импульстік лазерлердегі импульсті ені әдетте наносекундтар мен пикросекундтар арасында реттеледі, олар жоғары дәлдіктегі қосымшаларда кеңейтілген қолданбаларда кеңінен қолданылатын, олар жоғары дәлдіктегі қосымшаларда кеңінен қолданылады.
③Лазерлік қуат және энергияны түрлендірудің тиімділігі:
Лазердің тиімділігі қуат шығысын тікелей анықтайды. Кейбір лазерлік жүйелер пайда болу тиімділігін арттыруы мүмкін, бұл алу ортасының немесе лазерлік қуыстың дизайнын оңтайландыру арқылы, сол арқылы импульстік энергияны арттырады.
④Лазерлік күшейткіштер:
Көптеген жоғары қуатты лазерлік жүйелерде шығыс энергиясын ұлғайту үшін күшейткіштер қолданылады. Көп сатылы күшейту арқылы импульстік энергияны айтарлықтай арттыра алады.
⑤Лазерлік диск тогы:
Лазер диодының немесе лазерлік жүйенің диск жетегі оның шығу қуаты мен импульстік энергиясына әсер ететін негізгі фактор болып табылады. Токты реттеу арқылы лазердің қозу күйін өзгертуге болады, осылайша импульстік энергия шығынына әсер етуі мүмкін.
3. Лазерлік импульстік энергияны қолдану
Лазерлі импульстік энергия мөлшері оның әр түрлі өрістерге жарамдылығын анықтайды. Кейбір әдеттегі қосымшаларға мыналар кіреді:
①Материалдарды өңдеу:
Лазерлік дәнекерлеу, кесу және нақыштау кезінде импульстік энергияны тиімді және жоғары дәлдікке қол жеткізу үшін дәл бақыланады. Жоғары импульстік энергия металл материалдарды өңдеуге жарамды, ал аз энергия импульсі жұқа беттік емдеу үшін қолданылады.
②Медициналық қосымшалар:
Импульсті лазерлер медициналық өрісте кеңінен қолданылады, әсіресе лазерлік ота жасау, тері емдеу және офтальмиялық емдеу үшін. Мысалы, жоғары энергиясы бар импульсті лазерлер белгілі бір толқын ұзындығының лазерлік энергиясын ауруды аурудың немесе көздің жағдайын емдеуге арналған шағын жерлерге бағыттай алады.
③LIDAR және қашықтықтан зондтау:
LIDAR технологиясы жоғары импульстік энергия лазерлеріне, дәлірек және бейнелеуге арналған. Қоршаған орта мониторингі, автономды жүргізу және дрондау кезінде импульстің энергия мөлшері диодты энергия мөлшері диодты қашықтықта және LIDAR жүйесінің шешімі тікелей әсер етеді.
④Ғылыми зерттеулер:
Сондай-ақ, импульстік лазерлер физика, химия және биология саласындағы тәжірибелерде де маңызды рөл атқарады. Импульстік энергияны дәл басқару арқылы ғалымдар жоғары дәлдікке әсер етті, бөлшектердің үдеуі және лазерлік салқындату зерттеулерін жүргізе алады.
4. Импульстік энергияны арттыру әдістері
Лазерлік импульсті ұлғайтудың жалпы әдістері:
①Орташа оңтайландыруға ие болу:
Тиісті алу ортасын таңдау арқылы лазер қуысының дизайнын оңтайландыру арқылы лазердің шығыс энергиясын көбейтуге болады.
②Көп сатылы лазерлік күшейту:
Көп сатылы күшейткіштер әр түрлі қосымшалардың талаптарына сай лазердің импульстік энергиясын біртіндеп арттыруы мүмкін.
③Ағымдағы немесе импульстің енін арттыру:
Лазердің диск жетегінің ағымдық немесе импульстік енін реттеу көбінесе үлкен импульстік энергияға әкелуі мүмкін.
④Импульсті қысу технологиясы:
Импульсті қысу әдістерін қолдана отырып, импульстің ұзақтығын қысқартуға, шың қуатын арттыруға және қысқа уақыт ішінде көп энергияны кетіруге болады.
5. Қорытынды
Лазерлік импульстік энергия - бұл әр түрлі салалардағы лазерлердің өнімділігі мен қолданылуына тікелей әсер ететін негізгі параметр. Лазерлік технологияның үздіксіз жетістіктерімен, импульсті лазерлер көптеген салаларда кеңірек қосымшалар болады. Дәлірек өңдеуден қашықтықтан зондтау және медициналық емдеуге, импульсті лазерлердің жоғары энергия өндірісі жаңа мүмкіндіктер ашады. Импульстің негізгі ұғымдарын түсіну және оның әсер ету факторлары лазерлік жүйелерді жобалау және қолдану кезінде көбірек ғылыми таңдау жасауға көмектеседі.
POST TIME: Feb-11-2025