Optoelektronikako teknologia modernoan, erdieroale laserrak nabarmentzen dira egitura trinkoagatik, eraginkortasun handiagatik eta erantzun azkarragatik. Ezinbesteko zeregina dute komunikazioetan, osasungintzan, industria-prozesamenduan eta sentsore/distantziatze arloetan. Hala ere, erdieroale laserren errendimenduaz hitz egiterakoan, itxuraz sinplea baina oso garrantzitsua den parametro bat —lan-zikloa— askotan ahaztu egiten da. Artikulu honek erdieroale laser sistemetan lan-zikloaren kontzeptua, kalkulua, inplikazioak eta garrantzi praktikoa aztertzen ditu.
1. Zer da betebehar-zikloa?
Lan-zikloa laser batek seinale errepikakor baten periodo batean "piztuta" dagoen denbora-proportzioa deskribatzeko erabiltzen den dimentsio gabeko erlazioa da. Normalean ehuneko gisa adierazten da. Formula hau da: Lan-zikloa = (Pultsuaren zabalera)/Pultsu-periodoa)×100%. Adibidez, laser batek 1 mikrosegundoko pultsu bat igortzen badu 10 mikrosegundoro, betebehar-zikloa hau da: (1 μs/10 μs)×100%=10%.
2. Zergatik da garrantzitsua betebehar-zikloa?
Proportzio bat besterik ez den arren, lan-zikloak zuzenean eragiten dio laserraren kudeaketa termikoari, iraupenari, irteera-potentziari eta sistemaren diseinu orokorrari. Azter dezagun bere garrantzia:
① Kudeaketa termikoa eta gailuaren bizitza-iraupena
Maiztasun handiko pultsu bidezko eragiketetan, lan-ziklo baxuago batek pultsuen arteko "itzaltze" denbora luzeagoak esan nahi du, eta horrek laserra hozten laguntzen du. Hori bereziki onuragarria da potentzia handiko aplikazioetan, non lan-zikloa kontrolatzeak tentsio termikoa murriztu eta gailuaren bizitza luzatu dezakeen.
② Irteera-potentzia eta intentsitate optikoaren kontrola
Lan-ziklo handiago batek batez besteko irteera optiko handiagoa dakar, eta lan-ziklo baxuago batek, berriz, batez besteko potentzia murrizten du. Lan-zikloa doitzeak irteerako energiaren doikuntza fina ahalbidetzen du gailurreko korrontea aldatu gabe.
③ Sistemaren erantzuna eta seinalearen modulazioa
Komunikazio optikoan eta LiDAR sistemetan, betebehar-zikloak zuzenean eragiten dio erantzun-denborari eta modulazio-eskemari. Adibidez, laser pultsatuaren neurketan, betebehar-ziklo egokia ezartzeak oihartzun-seinaleen detekzioa hobetzen du, neurketaren zehaztasuna eta maiztasuna hobetuz.
3. Zikloaren aplikazio adibideak
① LiDAR (Laser bidezko Detekzioa eta Distantziaren Neurketa)
1535nm-ko laser distantzia-moduluetan, ziklo baxuko eta gailur handiko pultsu-konfigurazioa erabiltzen da normalean, distantzia luzeko detekzioa eta begien segurtasuna bermatzeko. Zikloak % 0,1 eta % 1 artean kontrolatzen dira askotan, gailur-potentzia handia funtzionamendu seguru eta freskoarekin orekatuz.
② Laser medikoak
Dermatologiako tratamenduetan edo laser kirurgian bezalako aplikazioetan, lan-ziklo desberdinek efektu termiko eta emaitza terapeutiko desberdinak eragiten dituzte. Lan-ziklo altu batek berotze iraunkorra eragiten du, eta lan-ziklo baxu batek, berriz, berehalako pultsu-ablazioa ahalbidetzen du.
③ Industria Materialen Prozesamendua
Laser bidezko markaketan eta soldaduran, lan-zikloak eragina du energia materialetan nola metatzen den. Lan-zikloa doitzea funtsezkoa da grabatuaren sakonera eta soldaduraren sartzea kontrolatzeko.
4. Nola aukeratu lan-ziklo egokia?
Lan-ziklo optimoa aplikazio espezifikoaren eta laser ezaugarrien araberakoa da:
1.Lan-ziklo baxua (<10%)
Egokia puntako eta pultsu laburreko aplikazioetarako, hala nola distantzia neurtzeko edo zehaztasun markatzeko.
②Erdiko lan-zikloa (% 10–% 50)
Errepikapen handiko laser pultsatu sistemetarako egokia.
③Lan-ziklo handia (% 50 baino gehiago)
Uhin jarraituaren (CW) hurbilketa-funtzionamendua, ponpaketa optikoa eta komunikazioak bezalako aplikazioetan erabiltzen dena.
Kontuan hartu beharreko beste faktore batzuk hauek dira: termikoaren xahutze-gaitasuna, gidariaren zirkuituaren errendimendua eta laserraren egonkortasun termikoa.
5. Ondorioa
Txikia izan arren, betebehar-zikloa diseinu-parametro gakoa da erdieroaleen laser sistemetan. Ez du eragiten soilik errendimenduan, baita sistemaren epe luzeko egonkortasunean eta fidagarritasunean ere. Etorkizuneko laserren garapenean eta aplikazioan, betebehar-zikloaren kontrol zehatza eta erabilera malgua funtsezkoak izango dira sistemaren eraginkortasuna hobetzeko eta berrikuntza ahalbidetzeko.
Laser parametroen diseinuari edo aplikazioei buruzko galdera gehiago badituzu, jar zaitez gurekin harremanetan edo utzi iruzkin bat. Hemen gaude laguntzeko!
Argitaratze data: 2025eko uztailak 9