લેસર પલ્સ કંટ્રોલ ટેકનોલોજીનું પલ્સ પહોળાઈ નિયંત્રણ

પલ્સ પહોળાઈ નિયંત્રણલેસર પલ્સ નિયંત્રણટેકનોલોજી

લેસરનું પલ્સ કંટ્રોલ એ મુખ્ય કડીઓમાંની એક છેલેસર ટેકનોલોજી, જે લેસરના પ્રદર્શન અને એપ્લિકેશન અસરને સીધી અસર કરે છે. આ પેપર પલ્સ પહોળાઈ નિયંત્રણ, પલ્સ ફ્રીક્વન્સી નિયંત્રણ અને સંબંધિત મોડ્યુલેશન ટેકનોલોજીને વ્યવસ્થિત રીતે ગોઠવશે, અને વ્યાવસાયિક, વ્યાપક અને તાર્કિક બનવાનો પ્રયત્ન કરશે.

૧. પલ્સ પહોળાઈનો ખ્યાલ

લેસરની પલ્સ પહોળાઈ એ લેસર પલ્સની અવધિનો ઉલ્લેખ કરે છે, જે લેસર આઉટપુટની સમય લાક્ષણિકતાઓનું વર્ણન કરવા માટે એક મુખ્ય પરિમાણ છે. અલ્ટ્રા-શોર્ટ પલ્સ લેસરો (જેમ કે નેનોસેકન્ડ, પીકોસેકન્ડ અને ફેમટોસેકન્ડ લેસરો) માટે, પલ્સ પહોળાઈ જેટલી ટૂંકી હશે, તેટલી જ પીક પાવર વધારે હશે અને થર્મલ અસર ઓછી હશે, જે ચોકસાઇ મશીનિંગ અથવા વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટે યોગ્ય છે.

2. લેસર પલ્સ પહોળાઈને અસર કરતા પરિબળો લેસરની પલ્સ પહોળાઈ વિવિધ પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમાં મુખ્યત્વે નીચેના પાસાઓનો સમાવેશ થાય છે:

a. ગેઇન માધ્યમની લાક્ષણિકતાઓ. વિવિધ પ્રકારના ગેઇન મીડિયામાં અનન્ય ઉર્જા સ્તરનું માળખું અને ફ્લોરોસેન્સ જીવનકાળ હોય છે, જે લેસર પલ્સના ઉત્પાદન અને પલ્સ પહોળાઈને સીધી અસર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો, Nd:YAG સ્ફટિકો અને Ti:Sapphire સ્ફટિકો સામાન્ય સોલિડ-સ્ટેટ લેસર મીડિયા છે. ગેસ લેસરો, જેમ કે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO₂) લેસરો અને હિલીયમ-નિયોન (HeNe) લેસરો, સામાન્ય રીતે તેમના પરમાણુ બંધારણ અને ઉત્તેજિત સ્થિતિ ગુણધર્મોને કારણે પ્રમાણમાં લાંબા પલ્સ ઉત્પન્ન કરે છે; સેમિકન્ડક્ટર લેસરો, વાહક પુનઃસંયોજન સમયને નિયંત્રિત કરીને, નેનોસેકન્ડથી પિકોસેકન્ડ સુધીની પલ્સ પહોળાઈ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

લેસર પોલાણની ડિઝાઇન પલ્સ પહોળાઈ પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે, જેમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છે: પોલાણની લંબાઈ, લેસર પોલાણની લંબાઈ પ્રકાશને પોલાણમાં ફરી એકવાર મુસાફરી કરવા માટે જરૂરી સમય નક્કી કરે છે, લાંબી પોલાણ લાંબી પલ્સ પહોળાઈ તરફ દોરી જશે, જ્યારે ટૂંકી પોલાણ અલ્ટ્રા-શોર્ટ પલ્સના ઉત્પાદન માટે અનુકૂળ છે; પ્રતિબિંબ: ઉચ્ચ પરાવર્તક સાથે પરાવર્તક પોલાણમાં ફોટોન ઘનતા વધારી શકે છે, જેનાથી ગેઇન અસરમાં સુધારો થાય છે, પરંતુ ખૂબ વધારે પરાવર્તક પોલાણમાં નુકસાન વધારી શકે છે અને પલ્સ પહોળાઈ સ્થિરતાને અસર કરી શકે છે; ગેઇન માધ્યમની સ્થિતિ અને પોલાણમાં ગેઇન માધ્યમની સ્થિતિ ફોટોન અને ગેઇન માધ્યમ વચ્ચેના ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સમયને પણ અસર કરશે, અને પછી પલ્સ પહોળાઈને અસર કરશે.

c. પલ્સ લેસર આઉટપુટ અને પલ્સ પહોળાઈ નિયમનને સાકાર કરવા માટે Q-સ્વિચિંગ ટેકનોલોજી અને મોડ-લોકિંગ ટેકનોલોજી બે મહત્વપૂર્ણ માધ્યમો છે.

d. પંપ સ્ત્રોત અને પંપ મોડ પંપ સ્ત્રોતની પાવર સ્થિરતા અને પંપ મોડની પસંદગી પણ પલ્સ પહોળાઈ પર મહત્વપૂર્ણ અસર કરે છે.

3. સામાન્ય પલ્સ પહોળાઈ નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ

a. લેસરના કાર્યકારી મોડમાં ફેરફાર કરો: લેસરના કાર્યકારી મોડ તેની પલ્સ પહોળાઈને સીધી અસર કરશે. પલ્સ પહોળાઈને નીચેના પરિમાણોને સમાયોજિત કરીને નિયંત્રિત કરી શકાય છે: પંપ સ્ત્રોતની આવર્તન અને તીવ્રતા, પંપ સ્ત્રોતનું ઉર્જા ઇનપુટ, અને ગેઇન માધ્યમમાં કણ વસ્તી વ્યુત્ક્રમની ડિગ્રી; આઉટપુટ લેન્સની પ્રતિબિંબ રેઝોનેટરમાં પ્રતિસાદ કાર્યક્ષમતામાં ફેરફાર કરે છે, આમ પલ્સ રચના પ્રક્રિયાને અસર કરે છે.

b. પલ્સ આકારને નિયંત્રિત કરો: લેસર પલ્સનો આકાર બદલીને પરોક્ષ રીતે પલ્સ પહોળાઈને સમાયોજિત કરો.

c. વર્તમાન મોડ્યુલેશન: લેસર માધ્યમમાં ઇલેક્ટ્રોનિક ઉર્જા સ્તરના વિતરણને નિયંત્રિત કરવા માટે પાવર સપ્લાયના આઉટપુટ વર્તમાનને બદલીને, અને પછી પલ્સ પહોળાઈ બદલીને. આ પદ્ધતિમાં ઝડપી પ્રતિભાવ ગતિ છે અને તે એપ્લિકેશન દૃશ્યો માટે યોગ્ય છે જેને ઝડપી ગોઠવણની જરૂર હોય છે.

d. સ્વિચ મોડ્યુલેશન: પલ્સ પહોળાઈને સમાયોજિત કરવા માટે લેસરની સ્વિચિંગ સ્થિતિને નિયંત્રિત કરીને.

e. તાપમાન નિયંત્રણ: તાપમાનમાં ફેરફાર લેસરના ઇલેક્ટ્રોન ઊર્જા સ્તરના માળખાને અસર કરશે, જેનાથી પરોક્ષ રીતે પલ્સ પહોળાઈને અસર થશે.

f. મોડ્યુલેશન ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરો: મોડ્યુલેશન ટેકનોલોજી એ પલ્સ પહોળાઈને સચોટ રીતે નિયંત્રિત કરવાનું એક અસરકારક માધ્યમ છે.

લેસર મોડ્યુલેશનટેકનોલોજી એ એક એવી ટેકનોલોજી છે જે લેસરનો ઉપયોગ વાહક તરીકે કરે છે અને તેના પર માહિતી લોડ કરે છે. લેસર સાથેના સંબંધ અનુસાર આંતરિક મોડ્યુલેશન અને બાહ્ય મોડ્યુલેશનમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. આંતરિક મોડ્યુલેશન એ મોડ્યુલેશન મોડનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં લેસર ઓસિલેશન પરિમાણોને બદલવા અને આમ લેસર આઉટપુટ લાક્ષણિકતાઓને બદલવા માટે લેસર ઓસિલેશનની પ્રક્રિયામાં મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ લોડ થાય છે. બાહ્ય મોડ્યુલેશન એ મોડ્યુલેશન મોડનો ઉલ્લેખ કરે છે જેમાં લેસર બન્યા પછી મોડ્યુલેશન સિગ્નલ ઉમેરવામાં આવે છે, અને લેસરના ઓસિલેશન પરિમાણોને બદલ્યા વિના આઉટપુટ લેસર ગુણધર્મો બદલવામાં આવે છે.

મોડ્યુલેશન ટેકનોલોજીને વાહક મોડ્યુલેશન સ્વરૂપો અનુસાર પણ વર્ગીકૃત કરી શકાય છે, જેમાં એનાલોગ મોડ્યુલેશન, પલ્સ મોડ્યુલેશન, ડિજિટલ મોડ્યુલેશન (પલ્સ કોડ મોડ્યુલેશન)નો સમાવેશ થાય છે; મોડ્યુલેશન પરિમાણો અનુસાર, તેને તીવ્રતા મોડ્યુલેશન અને તબક્કા મોડ્યુલેશનમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે.

તીવ્રતા મોડ્યુલેટર: લેસર પ્રકાશની તીવ્રતાના ફેરફારને સમાયોજિત કરીને પલ્સ પહોળાઈ નિયંત્રિત થાય છે.

ફેઝ મોડ્યુલેટર: પ્રકાશ તરંગના તબક્કાને બદલીને પલ્સ પહોળાઈને સમાયોજિત કરવામાં આવે છે.

ફેઝ-લોક્ડ એમ્પ્લીફાયર: ફેઝ-લોક્ડ એમ્પ્લીફાયર મોડ્યુલેશન દ્વારા, લેસર પલ્સ પહોળાઈને સચોટ રીતે ગોઠવી શકાય છે.