Для достижения самых высоких энергий импульса и самых коротких длительностей импульса Q-переключаемый лазер должен работать на низких частотах повторения импульсов. В частности, частота повторения должна быть ниже обратной величины времени жизни верхнего состояния активной среды. Такое временное соотношение позволяет лазерной среде накопить максимальное количество энергии перед высвобождением импульса.
Ограничивая частоту следования импульсов, вы даете активной среде достаточно времени для полного заполнения ее верхнего энергетического уровня. Хотя это максимизирует интенсивность отдельных импульсов, это фундаментально требует жертвы средней выходной мощности.
Критическая роль частоты повторения
Оптимизация накопления энергии
Основным механизмом получения импульсов высокой энергии является эффективное накопление энергии в активной среде.
Работая на низкой частоте повторения, система увеличивает интервал времени между импульсами. Эта продолжительность должна соответствовать способности среды удерживать энергию, определяемой временем жизни ее верхнего состояния.
Предел обратной величины времени жизни
Для оптимальной производительности частота повторения импульсов должна быть ниже обратной величины времени жизни верхнего состояния.
Если частота превышает этот предел, среде не хватает времени для полного восполнения своих энергетических резервов. Получающиеся импульсы будут слабее и длиннее теоретического максимума системы.
Инженерные решения для энергии и длительности импульса
Активное против пассивного переключения
Активное Q-переключение, как правило, необходимо для достижения максимально возможной энергии импульса.
Активные переключатели обеспечивают точный контроль времени срабатывания затвора, удерживая резонатор закрытым до достижения полной инверсии населенностей. В отличие от этого, пассивные переключатели высвобождают энергию, как только поглотитель насыщается, что может произойти до полного заполнения среды.
Необходимость коротких резонаторов
Для минимизации длительности импульса физическая геометрия лазера имеет существенное значение.
Короткий лазерный резонатор сокращает время прохода света внутри резонатора, что приводит к более коротким и сфокусированным импульсам. Микрочиповые лазеры являются примером этого, используя чрезвычайно короткие резонаторы для получения самых коротких возможных импульсов, хотя и часто с умеренными уровнями энергии.
Требование высокого усиления
Короткая длительность импульса также строго требует наличия активной среды с высоким коэффициентом усиления.
Высокое усиление гарантирует быстрое нарастание импульса после открытия Q-переключателя. Компактные твердотельные лазеры с торцевой накачкой часто обеспечивают наилучший баланс, предлагая высокое усиление, которое дает импульсы наносекундного диапазона с энергией миллиджоулей.
Понимание компромиссов
Средняя мощность против пиковой энергии
Существует неизбежный компромисс между энергией одного импульса и общей выходной мощностью за определенный период времени.
Как указано в основном принципе работы, максимизация энергии импульса требует снижения частоты повторения. Следовательно, этот подход приводит к несколько сниженной средней выходной мощности системы.
Усиление против емкости хранения
Выбор активной среды часто включает выбор между энергией импульса и длительностью импульса.
Среды, легированные иттербием (например, Yb:YAG), имеют длительное время жизни верхнего состояния, что делает их превосходными для накопления высокой энергии. Однако они обычно обладают более низким усилением, чем среды, легированные неодимом (например, Nd:YAG), что может привести к более длительным импульсам.
Ограничения архитектуры
Различные архитектуры лазеров преуспевают в различных показателях, что делает "идеальный" универсальный лазер невозможным.
Тонкодисковые лазеры позволяют достигать очень высокой энергии импульса, но их относительно небольшое усиление делает их непригодными для генерации очень коротких импульсов. И наоборот, микрочиповые лазеры обеспечивают скорость, но им не хватает объема для массивного накопления энергии.
Сделайте правильный выбор для вашей цели
При проектировании или выборе Q-переключаемой системы вы должны расставить приоритеты в соответствии с вашими конкретными физическими требованиями.
- Если ваш основной фокус — максимальная энергия импульса: Отдавайте предпочтение активному Q-переключению и низким частотам повторения, чтобы обеспечить полную инверсию населенностей перед каждым выстрелом.
- Если ваш основной фокус — минимальная длительность импульса: Выберите систему с короткой длиной резонатора (например, микрочиповый лазер) и средой с высоким усилением.
- Если ваш основной фокус — экстремальное масштабирование энергии: Используйте архитектуру Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) для усиления импульсов за пределы возможностей одного генератора.
- Если ваш основной фокус — баланс скорости и мощности: Рассмотрите компактные твердотельные лазеры с торцевой накачкой, которые сочетают высокое усиление для коротких импульсов с возможностью накопления энергии на уровне миллиджоулей.
Успех зависит от соответствия физических параметров лазера — в частности, частоты повторения и конструкции резонатора — единственному показателю, который вы цените больше всего.
Сводная таблица:
| Фактор оптимизации | Требование для максимальной энергии | Требование для короткой длительности |
|---|---|---|
| Частота повторения | Низкая ( < 1/время жизни верхнего состояния) | Менее критична, чем усиление |
| Метод переключения | Активное Q-переключение | Высокоскоростное переключение |
| Длина резонатора | Стандартная/более длинная для энергии | Короткая (например, микрочип) |
| Активная среда | Высокое накопление (например, Yb:YAG) | Высокое усиление (например, Nd:YAG) |
| Средняя мощность | Снижена/принесена в жертву | Переменная |
Улучшите свою клинику с помощью прецизионных лазерных технологий
В BELIS мы специализируемся на профессиональном медицинском эстетическом оборудовании, разработанном исключительно для клиник и премиальных салонов. Наши передовые лазерные системы — включая лазеры Nd:YAG и Pico для удаления татуировок, эпиляцию диодным лазером и CO2-фракционные системы — используют те же высокопроизводительные принципы Q-переключения для достижения превосходных результатов у пациентов.
Независимо от того, ищете ли вы решения для моделирования тела, такие как EMSlim и криолиполиз, или специализированные устройства для ухода, такие как HIFU и микроигольчатый RF, BELIS предоставляет техническое превосходство, которого заслуживает ваш бизнес.
Готовы обновить свою практику с помощью передовых технологий? Свяжитесь с нами сегодня, чтобы ознакомиться с нашим полным портфолио
Связанные товары
- Диодный лазер SHR Trilaser для удаления волос для клиники
- Машина для удаления татуировок пикосекундным лазером Picosure
- Машина для удаления волос IPL и SHR для клиник с лазером Nd:YAG для удаления татуировок
- Трилазерная диодная машина для удаления волос для использования в косметических клиниках
- 7D 12D 4D HIFU Машина Аппарат
Люди также спрашивают
- Каковы недостатки регулярного удаления волос лазером? Мнение экспертов о боли, чувствительности кожи и ограничениях по типу волос
- Каковы недостатки удаления волос диодным лазером? Ключевые ограничения и риски для безопасности объяснены
- Что лучше: IPL или диодный лазер? Раскройте потенциал точности для перманентного удаления волос
- Требуется ли бритье для процедур SHR-лазерной эпиляции? Важная подготовка для достижения максимальных результатов
- Какова рекомендуемая частота проведения процедуры SHR-эпиляции? Оптимизируйте свое расписание для достижения гладких результатов
