Zamonaviy optoelektronika texnologiyalarida yarimo'tkazgichli lazerlar o'zining ixcham tuzilishi, yuqori samaradorligi va tezkor javobi bilan ajralib turadi. Ular aloqa, sog'liqni saqlash, sanoatni qayta ishlash va sensor/diapazonlash kabi sohalarda muhim rol o'ynaydi. Biroq, yarimo'tkazgichli lazerlarning ishlashi haqida gap ketganda, oddiy ko'rinadigan, ammo juda muhim parametr - ish sikli ko'pincha e'tibordan chetda qoladi. Ushbu maqola yarimo'tkazgichli lazer tizimlarida ish siklining kontseptsiyasi, hisob-kitobi, oqibatlari va amaliy ahamiyatini o'rganadi.
1. Ish sikli nima?
Ish sikli - bu takrorlanuvchi signalning bir davrida lazerning "yoqilgan" holatda bo'lish vaqtining nisbatini tavsiflash uchun ishlatiladigan o'lchovsiz nisbat. Odatda u foiz sifatida ifodalanadi. Formula quyidagicha: Ish sikli = (Impuls kengligi/Puls davri (100%). Masalan, agar lazer har 10 mikrosekundda 1 mikrosekundlik impuls chiqarsa, ish sikli quyidagicha bo'ladi: (1 μs/10 μs)×100%=10%.
2. Nima uchun ish sikli muhim?
Bu shunchaki nisbat bo'lsa-da, ish aylanishi lazerning issiqlik boshqaruvi, ishlash muddati, chiqish quvvati va umumiy tizim dizayniga bevosita ta'sir qiladi. Keling, uning ahamiyatini tahlil qilaylik:
① Issiqlik boshqaruvi va qurilmaning ishlash muddati
Yuqori chastotali impulsli operatsiyalarda pastroq ish sikli impulslar orasidagi "o'chirish" vaqtini anglatadi, bu esa lazerning sovishini ta'minlaydi. Bu, ayniqsa, yuqori quvvatli dasturlarda foydalidir, bu yerda ish siklini boshqarish termal stressni kamaytirishi va qurilmaning ishlash muddatini uzaytirishi mumkin.
2 Chiqish quvvati va optik intensivlikni boshqarish
Yuqori ish sikli o'rtacha optik chiqishning yuqori bo'lishiga olib keladi, pastroq ish sikli esa o'rtacha quvvatni pasaytiradi. Ish siklini sozlash eng yuqori haydovchi oqimini o'zgartirmasdan chiqish energiyasini aniq sozlash imkonini beradi.
③ Tizimning javobi va signal modulyatsiyasi
Optik aloqa va LiDAR tizimlarida ish sikli javob vaqti va modulyatsiya sxemalariga bevosita ta'sir qiladi. Masalan, impulsli lazer diapazonida to'g'ri ish siklini sozlash aks-sado signalini aniqlashni yaxshilaydi, bu esa o'lchov aniqligi va chastotasini oshiradi.
3. Ish siklining qo'llanilish misollari
① LiDAR (Lazerni aniqlash va masofani aniqlash)
1535 nm lazerli masofa modullarida uzoq masofali aniqlash va ko'z xavfsizligini ta'minlash uchun odatda past ish siklidagi, yuqori cho'qqili impuls konfiguratsiyasi qo'llaniladi. Ish sikllari ko'pincha 0,1% dan 1% gacha boshqariladi, bu esa yuqori cho'qqili quvvatni xavfsiz va salqin ishlash bilan muvozanatlashtiradi.
2 Tibbiy lazerlar
Dermatologik muolajalar yoki lazer jarrohligi kabi dasturlarda turli xil ish sikllari turli xil issiqlik effektlari va terapevtik natijalarga olib keladi. Yuqori ish sikli uzoq muddatli isitishni keltirib chiqaradi, past ish sikli esa bir zumda impulsli ablatsiyani qo'llab-quvvatlaydi.
③ Sanoat materiallarini qayta ishlash
Lazer bilan belgilash va payvandlashda ish sikli energiyaning materiallarga qanday tushishiga ta'sir qiladi. Ish siklini sozlash gravyura chuqurligi va payvandlashning kirib borishini boshqarishning kalitidir.
4. To'g'ri ish siklini qanday tanlash mumkin?
Optimal ish aylanishi lazerning o'ziga xos qo'llanilishi va xususiyatlariga bog'liq:
①Kam ish aylanishi (<10%)
Masofa o'lchash yoki aniq belgilash kabi yuqori cho'qqili, qisqa impulsli dasturlar uchun ideal.
②O'rtacha ish aylanishi (10%–50%)
Yuqori takrorlanadigan impulsli lazer tizimlari uchun mos keladi.
③Yuqori ish aylanishi (>50%)
Optik nasos va aloqa kabi dasturlarda qo'llaniladigan uzluksiz to'lqin (CW) ishlashiga yaqinlashish.
Ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan boshqa omillar orasida termal tarqalish qobiliyati, haydovchi sxemasining ishlashi va lazerning termal barqarorligi mavjud.
5. Xulosa
Kichik bo'lishiga qaramay, ish sikli yarimo'tkazgichli lazer tizimlarida asosiy dizayn parametridir. Bu nafaqat ishlash samaradorligiga, balki tizimning uzoq muddatli barqarorligi va ishonchliligiga ham ta'sir qiladi. Kelajakda lazerni ishlab chiqish va qo'llashda ish siklini aniq boshqarish va moslashuvchan ishlatish tizim samaradorligini oshirish va innovatsiyalarni amalga oshirish uchun juda muhimdir.
Agar sizda lazer parametrlarini loyihalash yoki qo'llash bo'yicha boshqa savollaringiz bo'lsa, biz bilan bog'laning yoki izoh qoldiring. Biz yordam berishga tayyormiz!
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 9-iyul