Language
Country/Area
No result found
Легендарный отец лазера: как Гордон Гуд раскрыл тайну добротной модуляции?
В мире лазерных технологий модуляция добротности, несомненно, является одним из самых революционных изобретений. Эта технология позволяет лазерам генерировать импульсы мощностью до киловатт, открывая широкий спектр лазерных применений. Отправной точкой всего этого в первую очередь считается ученый Гордон Гуд, который впервые предложил концепцию Q-модуляции в 1958 году и заложил основу для последующих экспериментов.
Основой модуляции добротности является регулировка добротности (фактора добротности) оптической резонансной полости внутри лазера. Чем выше добротность, тем меньше потери лазера и сильнее его воздействие.
Принцип модуляции Q
Основной принцип модуляции Q заключается в размещении переменного аттенюатора внутри оптической резонансной полости лазера. Благодаря настройке этого аттенюатора фотоны, генерируемые в лазере, не могут вернуться в среду усиления. Это предотвращает возникновение лазера. Когда лазерная среда непрерывно накачивается, обратная связь света будет блокироваться, заставляя энергию постепенно накапливаться внутри усиливающей среды, пока она не достигнет определенного критического значения. В это время начинается обратная связь лазера, быстро изменяя состояние Таким образом формируется аттенюатор, генерирующий световой импульс.
Типы модуляции Q
Добротную модуляцию можно в основном разделить на активную добротную модуляцию и пассивную добротную модуляцию. Активная модуляция Q использует внешне управляемый переменный аттенюатор для управления генерацией импульсов с помощью механического устройства или какого-либо модуляционного устройства. Пассивная модуляция добротности, с другой стороны, использует насыщающиеся поглощающие материалы — тип материала, способного пропускать больше света, как только интенсивность света превышает определенное критическое значение.
Для достижения лучших результатов эти два метода модуляции иногда используются совместно. Например, при активной модуляции луч внешнего света может быть «засеян» таким образом, чтобы полученные импульсы имели определенные характеристики.
Применение модуляции Q
Сегодня применение лазеров с модуляцией добротности распространилось на многие области, включая, помимо прочего, обработку металлов, технологию импульсной голографии и исследования химической кинетики. Например, лазеры с модуляцией добротности способны генерировать интенсивные световые импульсы за короткий промежуток времени, что имеет важное значение для высокоточного измерения расстояний и лечения кожи (например, удаления татуировок и пятен на коже).
В лечении кожи лазеры Nd:YAG широко используются благодаря своей мощной импульсной производительности и доступности. Они могут эффективно расщеплять частицы чернил и выводить их через лимфатическую систему организма.
Будущие проблемы и возможности
С развитием науки и техники фундаментальное понимание принципов модуляции добротности будет способствовать дальнейшему развитию лазерной технологии. Сегодня задача состоит в том, чтобы снизить сложность системы, сохранив при этом производительность. Внедрение новых технологий, таких как пикосекундные лазеры, расширило перспективы применения лазеров, особенно в области удаления сложных цветов, таких как зеленый и голубой.
Заключение
Короче говоря, теория добротной модуляции Гордона Гуда не только изменила наше понимание лазеров, но и сделала возможным рождение бесчисленного множества технологий. Как на этой основе будут развиваться будущие технологии? Возможно, это станет нашей общей целью исследования.
