Lazerning impuls energiyasi deganda lazer pulsi tomonidan vaqt birligida uzatiladigan energiya tushuniladi. Odatda, lazerlar uzluksiz to'lqinlar (CW) yoki impulsli to'lqinlarni chiqarishi mumkin, ikkinchisi, ayniqsa, materiallarni qayta ishlash, masofadan zondlash, tibbiy asbob-uskunalar va ilmiy tadqiqotlar kabi ko'plab ilovalarda muhim ahamiyatga ega. Lazer puls energiyasining xususiyatlarini tushunish uning ish faoliyatini optimallashtirish va dastur samaradorligini oshirish uchun juda muhimdir.
1. Puls energiyasini aniqlash va o'lchash
Lazer zarbasi energiyasi - bu har bir lazer pulsi tomonidan chiqarilgan energiya, odatda joul (J) bilan o'lchanadi. Uzluksiz to'lqin (CW) lazerlaridan farqli o'laroq, impulsli lazerlar qisqa vaqt ichida energiya chiqaradi va energiyaning kattaligi odatda pulsning davomiyligi (impuls kengligi) va eng yuqori quvvatga bog'liq.
Impuls energiyasini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin: E = Ppeak × t. Bu erda E - impuls energiyasi (joul), Ppeak - impulsning maksimal quvvati (vatt), t - zarba davomiyligi (sekundlar). Bu shuni anglatadiki, impuls energiyasi to'g'ridan-to'g'ri eng yuqori quvvatga va puls kengligiga bog'liq.
2. Puls energiyasiga ta'sir qiluvchi omillar
Lazerning zarba energiyasiga bir qancha omillar ta'sir qiladi, jumladan:
①Lazer dizayni va turi:
Har xil turdagi lazerlar impuls energiyasining hajmiga ta'sir qiladi. Masalan, qattiq holatdagi lazerlar odatda yuqori quvvat chiqishini talab qiluvchi ilovalar uchun mos keladigan yuqori impuls energiyasini taklif qiladi. O'z navbatida, tolali lazerlar to'lqin uzunligini sozlash orqali yuqori quvvatga ega impulslarni ishlab chiqarishi mumkin.
②Pulsning davomiyligi (impuls kengligi):
Impuls kengligi qanchalik qisqa bo'lsa, ma'lum bir vaqt ichida eng yuqori quvvat yuqori bo'ladi, bu esa yuqori impuls energiyasini olish imkonini beradi. Impulsli lazerlardagi impuls kengliklari odatda nanosoniyalar va pikosoniyalar orasida sozlanishi mumkin, qisqa impulslar yuqori cho'qqi quvvati tufayli yuqori aniqlikdagi ilovalarda keng qo'llaniladi.
③Lazer quvvati va energiyani aylantirish samaradorligi:
Lazerning samaradorligi to'g'ridan-to'g'ri energiya chiqishini aniqlaydi. Ba'zi lazer tizimlari daromad muhiti yoki lazer bo'shlig'ining dizaynini optimallashtirish orqali konversiya samaradorligini oshirishi mumkin va shu bilan puls energiyasini oshiradi.
④Lazer kuchaytirgichlari:
Ko'pgina yuqori quvvatli lazer tizimlarida chiqish energiyasini oshirish uchun kuchaytirgichlar qo'llaniladi. Ko'p bosqichli kuchaytirish orqali impuls energiyasini sezilarli darajada oshirish mumkin.
⑤Lazer haydovchi oqimi:
Lazerli diod yoki lazer tizimining qo'zg'alish oqimi uning chiqish quvvati va impuls energiyasiga ta'sir qiluvchi asosiy omil hisoblanadi. Oqimni sozlash orqali lazerning qo'zg'alish holatini o'zgartirish mumkin, bu esa puls energiyasining chiqishiga ta'sir qiladi.
3. Lazer puls energiyasini qo'llash
Lazer puls energiyasining o'lchami uning turli sohalarga mosligini aniqlaydi. Ba'zi tipik ilovalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:
①Materialni qayta ishlash:
Lazerli payvandlash, kesish va o'yib ishlov berishda impuls energiyasini samarali va yuqori aniqlikdagi ishlov berishga erishish uchun aniq nazorat qilish mumkin. Yuqori zarba energiyasi metall materiallarni qayta ishlash uchun mos keladi, past energiyali impulslar esa nozik sirt ishlov berish uchun ishlatiladi.
②Tibbiy ilovalar:
Impulsli lazerlar tibbiyot sohasida, ayniqsa lazer operatsiyalari, terini davolash va oftalmik muolajalar uchun keng qo'llaniladi. Masalan, yuqori energiyaga ega impulsli lazerlar ma'lum to'lqin uzunlikdagi lazer energiyasini kasal to'qimalarni olib tashlash yoki ko'z kasalliklarini davolash uchun kichik joylarga yo'naltirishi mumkin.
③LiDAR va masofadan zondlash:
LiDAR texnologiyasi aniq diapazon va tasvirlash uchun yuqori impulsli energiya lazerlariga tayanadi. Atrof-muhit monitoringi, avtonom haydash va dron kuzatuvida puls energiyasi hajmi LiDAR tizimining aniqlash masofasi va o'lchamlariga bevosita ta'sir qiladi.
④Ilmiy tadqiqotlar:
Impulsli lazerlar fizika, kimyo va biologiyadagi tajribalarda ham muhim rol o'ynaydi. Impuls energiyasini aniq nazorat qilish orqali olimlar yuqori aniqlikdagi lazerli spektroskopiya, zarrachalarni tezlashtirish va lazerni sovutish bo'yicha tadqiqotlar o'tkazishlari mumkin.
4. Puls energiyasini oshirish usullari
Lazer puls energiyasini oshirishning umumiy usullari quyidagilardan iborat:
①O'rtacha optimallashtirishga erishing:
Tegishli daromad muhitini tanlash va lazer bo'shlig'ining dizaynini optimallashtirish orqali lazerning chiqish energiyasini oshirish mumkin.
②Ko'p bosqichli lazerli kuchaytirish:
Ko'p bosqichli kuchaytirgichlar turli xil ilovalar talablariga javob berish uchun lazerning zarba energiyasini asta-sekin oshirishi mumkin.
③Drayv oqimi yoki impuls kengligini oshirish:
Lazerning qo'zg'alish oqimini yoki impuls kengligini sozlash pulsning kattaroq energiyasiga olib kelishi mumkin.
④Pulse siqish texnologiyasi:
Pulsni siqish usullaridan foydalangan holda, pulsning davomiyligini qisqartirish, uning maksimal quvvatini oshirish va qisqa vaqt ichida ko'proq energiya chiqarish mumkin.
5. Xulosa
Lazer zarbasi energiyasi turli sohalarda lazerlarning ishlashi va qo'llanilishiga bevosita ta'sir qiluvchi asosiy parametrdir. Lazer texnologiyasining uzluksiz rivojlanishi bilan impulsli lazerlar ko'plab sohalarda kengroq ilovalarga ega bo'ladi. Nozik ishlov berishdan masofadan zondlash va tibbiy muolajalargacha impulsli lazerlarning yuqori energiya chiqishi yangi imkoniyatlarni ochadi. Impuls energiyasining asosiy tushunchalarini va uning ta'sir etuvchi omillarini tushunish lazer tizimlarini loyihalash va qo'llashda ko'proq ilmiy tanlov qilishga yordam beradi.
Xabar vaqti: 2025-yil 11-fevral