லேசர் துடிப்பு கட்டுப்பாட்டு தொழில்நுட்பத்தின் துடிப்பு அகலக் கட்டுப்பாடு

துடிப்பு அகலக் கட்டுப்பாட்டின்லேசர் துடிப்பு கட்டுப்பாடுதொழில்நுட்பம்

லேசரின் துடிப்பு கட்டுப்பாடு என்பது முக்கிய இணைப்புகளில் ஒன்றாகும்.லேசர் தொழில்நுட்பம்இது லேசரின் செயல்திறனையும் பயன்பாட்டு விளைவையும் நேரடியாகப் பாதிக்கிறது. இந்தக் கட்டுரை, துடிப்பு அகலக் கட்டுப்பாடு, துடிப்பு அதிர்வெண் கட்டுப்பாடு மற்றும் அது தொடர்பான பண்பேற்றத் தொழில்நுட்பம் ஆகியவற்றை முறையாக வகைப்படுத்தி, தொழில்முறையாகவும், விரிவாகவும், தர்க்கரீதியாகவும் இருக்க முயற்சிக்கும்.

1. துடிப்பு அகலத்தின் கருத்து

லேசரின் துடிப்பு அகலம் என்பது லேசர் துடிப்பின் கால அளவைக் குறிக்கிறது, இது லேசர் வெளியீட்டின் நேரப் பண்புகளை விவரிக்கும் ஒரு முக்கிய அளவுருவாகும். மிகக் குறுகிய துடிப்பு லேசர்களைப் (நானோநொடி, பிக்கோநொடி மற்றும் ஃபெம்டோநொடி லேசர்கள் போன்றவை) பொறுத்தவரை, துடிப்பு அகலம் எவ்வளவு குறைவாக இருக்கிறதோ, அவ்வளவு உச்ச ஆற்றல் அதிகமாகவும், வெப்ப விளைவு குறைவாகவும் இருக்கும். இது துல்லியமான இயந்திர வேலைகளுக்கோ அல்லது அறிவியல் ஆராய்ச்சிக்கோ ஏற்றதாகும்.

2. லேசர் துடிப்பு அகலத்தைப் பாதிக்கும் காரணிகள்: லேசரின் துடிப்பு அகலம் பல்வேறு காரணிகளால் பாதிக்கப்படுகிறது, முக்கியமாக பின்வரும் அம்சங்கள் இதில் அடங்கும்:

அ. பெருக்க ஊடகத்தின் பண்புகள். வெவ்வேறு வகையான பெருக்க ஊடகங்கள் தனித்துவமான ஆற்றல் நிலை அமைப்பு மற்றும் ஒளிர்தல் ஆயுட்காலத்தைக் கொண்டுள்ளன, இவை லேசர் துடிப்பின் உருவாக்கம் மற்றும் துடிப்பு அகலத்தை நேரடியாகப் பாதிக்கின்றன. எடுத்துக்காட்டாக, திட-நிலை லேசர்கள், Nd:YAG படிகங்கள் மற்றும் Ti:Sapphire படிகங்கள் ஆகியவை பொதுவான திட-நிலை லேசர் ஊடகங்களாகும். கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO₂) லேசர்கள் மற்றும் ஹீலியம்-நியான் (HeNe) லேசர்கள் போன்ற வாயு லேசர்கள், அவற்றின் மூலக்கூறு அமைப்பு மற்றும் கிளர்வுற்ற நிலை பண்புகள் காரணமாக பொதுவாக ஒப்பீட்டளவில் நீண்ட துடிப்புகளை உருவாக்குகின்றன; குறைக்கடத்தி லேசர்கள், கேரியர் மறுசேர்க்கை நேரத்தைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், நானோநொடிகள் முதல் பிக்கோநொடிகள் வரையிலான துடிப்பு அகலங்களை அடைய முடியும்.

லேசர் குழியின் வடிவமைப்பு, துடிப்பு அகலத்தில் குறிப்பிடத்தக்க தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகிறது. அவற்றுள் சில: குழியின் நீளம், ஒளியானது குழிக்குள் ஒருமுறை சென்று திரும்புவதற்குத் தேவைப்படும் நேரத்தைத் தீர்மானிக்கிறது; ஒரு நீண்ட குழி, நீண்ட துடிப்பு அகலத்திற்கு வழிவகுக்கும், அதே சமயம் ஒரு குறுகிய குழி, மிகக் குறுகிய துடிப்புகளை உருவாக்குவதற்கு உகந்ததாகும்; எதிரொளிப்புத்திறன்: அதிக எதிரொளிப்புத்திறன் கொண்ட ஒரு எதிரொளிப்பான், குழிக்குள் உள்ள ஃபோட்டான் அடர்த்தியை அதிகரிக்க முடியும், அதன் மூலம் பெருக்க விளைவை மேம்படுத்துகிறது, ஆனால் மிக அதிக எதிரொளிப்புத்திறன் குழியில் இழப்பை அதிகரித்து, துடிப்பு அகல நிலைத்தன்மையைப் பாதிக்கக்கூடும்; பெருக்க ஊடகத்தின் நிலை மற்றும் குழிக்குள் அதன் இருப்பிடம் ஆகியவை ஃபோட்டானுக்கும் பெருக்க ஊடகத்திற்கும் இடையிலான இடைவினை நேரத்தைப் பாதித்து, பின்னர் துடிப்பு அகலத்தையும் பாதிக்கும்.

c. துடிப்பு லேசர் வெளியீடு மற்றும் துடிப்பு அகல ஒழுங்குமுறையை உணர்ந்து கொள்வதற்கு, Q-ஸ்விட்சிங் தொழில்நுட்பம் மற்றும் மோட்-லாக்கிங் தொழில்நுட்பம் ஆகிய இரண்டு முக்கியமான வழிமுறைகள் உள்ளன.

d. பம்ப் மூலம் மற்றும் பம்ப் முறை: பம்ப் மூலத்தின் ஆற்றல் நிலைத்தன்மை மற்றும் பம்ப் முறையின் தேர்வு ஆகியவையும் துடிப்பு அகலத்தில் ஒரு முக்கிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.

3. பொதுவான துடிப்பு அகலக் கட்டுப்பாட்டு முறைகள்

அ. லேசரின் செயல்பாட்டு முறையை மாற்றுதல்: லேசரின் செயல்பாட்டு முறை அதன் துடிப்பு அகலத்தை நேரடியாகப் பாதிக்கும். பம்ப் மூலத்தின் அதிர்வெண் மற்றும் செறிவு, பம்ப் மூலத்தின் ஆற்றல் உள்ளீடு, மற்றும் பெருக்க ஊடகத்தில் உள்ள துகள் தொகுதி தலைகீழ் மாற்றத்தின் அளவு ஆகிய பின்வரும் அளவுருக்களைச் சரிசெய்வதன் மூலம் துடிப்பு அகலத்தைக் கட்டுப்படுத்தலாம்; வெளியீட்டு லென்ஸின் எதிரொளிப்புத்திறன், அதிர்வுறுப்பானில் உள்ள பின்னூட்டத் திறனை மாற்றுகிறது, இதனால் துடிப்பு உருவாக்கும் செயல்முறையைப் பாதிக்கிறது.

b. துடிப்பு வடிவத்தைக் கட்டுப்படுத்துதல்: லேசர் துடிப்பின் வடிவத்தை மாற்றுவதன் மூலம், துடிப்பின் அகலத்தை மறைமுகமாகச் சரிசெய்யலாம்.

c. மின்னோட்ட பண்பேற்றம்: மின்வழங்கியின் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தை மாற்றுவதன் மூலம் லேசர் ஊடகத்தில் உள்ள மின்னணு ஆற்றல் மட்டங்களின் பரவலை ஒழுங்குபடுத்தி, பின்னர் துடிப்பு அகலத்தை மாற்றுதல். இந்த முறை வேகமான பதிலளிப்பு வேகத்தைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் விரைவான சரிசெய்தல் தேவைப்படும் பயன்பாட்டுச் சூழல்களுக்கு ஏற்றது.

d. நிலைமாற்றுப் பண்பேற்றம்: லேசரின் நிலைமாற்ற நிலையைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் துடிப்பு அகலத்தைச் சரிசெய்தல்.

இ. வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு: வெப்பநிலை மாற்றங்கள் லேசரின் எலக்ட்ரான் ஆற்றல் நிலை அமைப்பைப் பாதிக்கும், அதன் மூலம் மறைமுகமாகத் துடிப்பு அகலத்தையும் பாதிக்கும்.

f. பண்பேற்றத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துதல்: பண்பேற்றத் தொழில்நுட்பம் என்பது துடிப்பு அகலத்தைத் துல்லியமாகக் கட்டுப்படுத்துவதற்கான ஒரு சிறந்த வழிமுறையாகும்.

லேசர் பண்பேற்றங்கள்லேசரை ஒரு கடத்தியாகப் பயன்படுத்தி, அதில் தகவல்களை ஏற்றும் தொழில்நுட்பமே அகப் பண்பேற்றம் (internal modulation) ஆகும். லேசருடனான அதன் தொடர்பின் அடிப்படையில், அகப் பண்பேற்றம் மற்றும் புறப் பண்பேற்றம் எனப் பிரிக்கலாம். அகப் பண்பேற்றம் என்பது, லேசர் அலைவுச் செயல்பாட்டின் போது பண்பேற்றப்பட்ட சமிக்ஞையை ஏற்றி, லேசரின் அலைவு அளவுருக்களை மாற்றி, அதன் மூலம் லேசரின் வெளியீட்டுப் பண்புகளையும் மாற்றும் ஒரு பண்பேற்ற முறையாகும். புறப் பண்பேற்றம் என்பது, லேசர் உருவான பிறகு பண்பேற்ற சமிக்ஞையைச் சேர்த்து, லேசரின் அலைவு அளவுருக்களை மாற்றாமல் அதன் வெளியீட்டுப் பண்புகளை மட்டும் மாற்றும் ஒரு பண்பேற்ற முறையாகும்.

அலைமாற்றத் தொழில்நுட்பத்தை, அனலாக் அலைமாற்றம், துடிப்பு அலைமாற்றம், இலக்கமுறை அலைமாற்றம் (துடிப்பு குறியீட்டு அலைமாற்றம்) உள்ளிட்ட கேரியர் அலைமாற்ற வடிவங்களின்படியும் வகைப்படுத்தலாம்; அலைமாற்ற அளவுருக்களின்படி, இது செறிவு அலைமாற்றம் மற்றும் கட்ட அலைமாற்றம் எனப் பிரிக்கப்படுகிறது.

தீவிர மாடுலேட்டர்லேசர் ஒளிச்செறிவின் மாற்றத்தைச் சரிசெய்வதன் மூலம் துடிப்பின் அகலம் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

கட்ட மாடுலேட்டர்ஒளி அலையின் கட்டத்தை மாற்றுவதன் மூலம் துடிப்பின் அகலம் சரிசெய்யப்படுகிறது.

கட்டம் பூட்டப்பட்ட பெருக்கி: கட்டம் பூட்டப்பட்ட பெருக்கி பண்பேற்றம் மூலம், லேசர் துடிப்பின் அகலத்தைத் துல்லியமாகச் சரிசெய்ய முடியும்.