ما هو مبدأ التبديل الكمي في الليزر؟فتح نبضات عالية الدقة عالية الطاقة

التبديل الكمي في الليزر هو تقنية تُستخدم لإنتاج نبضات عالية الكثافة وقصيرة المدة عن طريق تعديل عامل الجودة (Q) لتجويف الليزر.ويتضمن ذلك في البداية تخزين الطاقة في وسط الليزر (مثل بلورات Nd:YAG) عن طريق الحفاظ على Q منخفضة (فقدان التجويف العالي)، مما يمنع الليزر من الانطلاق.وعندما يتم تبديل Q فجأة إلى قيمة عالية (خسارة منخفضة)، يتم إطلاق الطاقة المخزنة في نبضة قوية على نطاق النانو ثانية.ويُستفاد من هذا المبدأ في التطبيقات التي تتطلب دقة وقوة ذروة عالية، مثل معالجة المواد، والإجراءات الطبية، وLIDAR.ويستخدم التبديل الكمي السلبي أجهزة امتصاص مشبعة تستخدم أجهزة امتصاص مشبعة \"مبيضة\" عند الشدة العالية، بينما تستخدم الطرق النشطة معدِّلات خارجية مثل الأجهزة الصوتية البصرية.

شرح النقاط الرئيسية:

1. المبدأ الأساسي للتبديل الكمي

   • يتلاعب التبديل الكمي بمعامل الجودة عامل الجودة (Q) لتجويف الليزر للتحكم في إطلاق الطاقة.
   • انخفاض Q (خسارة عالية):يتم تخزين الطاقة في وسيط الكسب (على سبيل المثال، بلورة Nd:YAG) دون أن يحدث تضيء.
   • كيو عالية (خسارة منخفضة):يتم إطلاق الطاقة المخزنة فجأة على شكل نبضة قصيرة ومكثفة (نانو ثانية).
   • القياس :فكر في سد يحجز المياه (الطاقة)؛ فتح بوابات الفيضان (تبديل Q) يطلق اندفاعًا في المياه.

2. التبديل الكمي النشط مقابل التبديل الكمي السلبي

   • نشط:يستخدم مُعدِّلات خارجية (مثل الأجهزة الصوتية البصرية أو الأجهزة الكهربائية البصرية) لتوقيت مفتاح Q-switch بدقة.
   • سلبي:يعتمد على المواد الماصة المشبعة (مثل الأصباغ أو البلورات) التي \"تبيض\" عند الشدة العالية، مما يقلل من الفقد تلقائيًا.
     • مثال:في التبديل الكمي السلبي، يتشبع جهاز الامتصاص مع ارتفاع طاقة الليزر، مما يقلل من فقدان التجويف بسرعة لإطلاق النبض.

3. لماذا استخدام التبديل الكمي؟

   • ذروة الطاقة:يركّز الطاقة في نبضات فائقة القصر (من ميجاوات إلى جيجاوات)، وهو أمر بالغ الأهمية للقطع أو الحفر أو إزالة الوشم.
   • الدقة:تقلل النبضات القصيرة من انتشار الحرارة، مما يتيح معالجة المواد الدقيقة أو التطبيقات الطبية مثل علاجات الجلد.
   • هل تساءلت يومًا كيف يزيل الليزر الوشم بدون ندبات؟تعمل النبضات ذات التبديل الكمي على تكسير جزيئات الحبر بأقل ضرر حراري ممكن.

4. التطبيقات الرئيسية

   • معالجة المواد:القطع، ووضع العلامات، والتصنيع الدقيق (على سبيل المثال، تصنيع أشباه الموصلات).
   • الطب:إزالة الوشم، وتجديد شباب الجلد، والعمليات الجراحية الدقيقة.
   • الليدار/محددات المدى:نبضات عالية الطاقة تقيس المسافات أو ترسم خريطة للتضاريس.
   • البصريات غير الخطية:أجهزة الضخ لتحويل التردد (مثل توليد الضوء الأخضر أو الأشعة فوق البنفسجية).

5. التأثير البشري

   • تعمل أشعة الليزر ذات التبديل الكمي على تشغيل الأدوات التي تعمل على تحسين حياة الناس - من العلاجات الطبية إلى المراقبة البيئية (على سبيل المثال، LIDAR لدراسات المناخ).تتيح دقتها إجراء عمليات جراحية أكثر أمانًا وعمليات صناعية أنظف.

من خلال تبديل خسائر التجويف مثل مفتاح الضوء، يحول التبديل الكمي طاقة الليزر المستمرة إلى دفعات من الطاقة القصوى - وهو حجر الزاوية في الضوئيات الحديثة.

جدول ملخص:

هل أنت مهتم بحلول الليزر عالية الدقة لعيادتك أو مختبرك؟ اتصل بنا اليوم لاستكشاف معدات الليزر كيو-سويتويتش ليزر المتقدمة المصممة خصيصاً للتطبيقات الطبية والتجميلية.