Prezentare generală alasere pulsate
Cea mai directă modalitate de a generalaserImpulsurile laser sunt generate prin adăugarea unui modulator în exteriorul laserului continuu. Această metodă poate produce cel mai rapid impuls de ordinul picosecundelor, deși simplă, dar risipește energie luminoasă, iar puterea de vârf nu poate depăși puterea luminoasă continuă. Prin urmare, o modalitate mai eficientă de a genera impulsuri laser este modularea în cavitatea laserului, stocând energia în momentul opririi trenului de impulsuri și eliberând-o în momentul activării. Cele patru tehnici comune utilizate pentru a genera impulsuri prin modularea cavității laser sunt comutarea amplificării, comutarea Q (comutarea pierderilor), golirea cavității și blocarea modului.
Comutatorul de amplificare generează impulsuri scurte prin modularea puterii pompei. De exemplu, laserele semiconductoare cu comutare de amplificare pot genera impulsuri de la câteva nanosecunde până la o sută de picosecunde prin modulația curentului. Deși energia impulsului este scăzută, această metodă este foarte flexibilă, oferind, de exemplu, o frecvență de repetiție și o lățime a impulsului reglabile. În 2018, cercetătorii de la Universitatea din Tokyo au raportat un laser semiconductor cu comutare de amplificare femtosecundă, reprezentând o descoperire importantă într-un blocaj tehnic de 40 de ani.
Impulsurile puternice de ordinul nanosecundelor sunt generate în general de lasere cu comutare Q, care sunt emise în mai multe călătorii dus-întors în cavitate, iar energia impulsului este în intervalul de la câțiva milijouli la câțiva jouli, în funcție de dimensiunea sistemului. Impulsurile de ordinul picosecundelor și femtosecundelor de energie medie (în general sub 1 μJ) sunt generate în principal de lasere cu mod blocat. Există unul sau mai multe impulsuri ultrascurte în rezonatorul laser care circulă continuu. Fiecare impuls intracavitate transmite un impuls prin oglinda de cuplare a ieșirii, iar frecvența este în general între 10 MHz și 100 GHz. Figura de mai jos prezintă un soliton disipativ femtosecundă cu dispersie complet normală (ANDi).dispozitiv laser cu fibră, majoritatea putând fi construite folosind componente standard Thorlabs (fibră, lentilă, montură și masă de deplasare).
Tehnica de golire a cavității poate fi utilizată pentruLasere cu comutare Qpentru a obține impulsuri mai scurte și lasere cu mod blocat pentru a crește energia impulsurilor cu o frecvență mai mică.
Impulsuri în domeniul timpului și în domeniul frecvenței
Forma liniară a impulsului în funcție de timp este în general relativ simplă și poate fi exprimată prin funcții gaussiene și sech². Timpul impulsului (cunoscut și sub denumirea de lățime a impulsului) este cel mai frecvent exprimat prin valoarea lățimii la jumătate din înălțime (FWHM), adică lățimea pe care puterea optică este cel puțin jumătate din puterea de vârf; Laserul cu comutare Q generează impulsuri scurte de ordinul nanosecundelor prin
Laserele cu mod blocat produc impulsuri ultrascurte (USP) de ordinul zecilor de picosecunde până la femtosecunde. Electronica de mare viteză poate măsura doar până la zeci de picosecunde, iar impulsurile mai scurte pot fi măsurate doar cu tehnologii pur optice, cum ar fi autocorelatoarele, FROG și SPIDER. În timp ce impulsurile de ordinul nanosecundelor sau mai lungi își modifică greu lățimea impulsului pe măsură ce se deplasează, chiar și pe distanțe lungi, impulsurile ultrascurte pot fi afectate de o varietate de factori:
Dispersia poate duce la o lărgire semnificativă a impulsurilor, dar poate fi recomprimată cu dispersia opusă. Următoarea diagramă arată cum compensează compresorul de impulsuri femtosecunde Thorlabs pentru dispersia microscopică.
Neliniaritatea, în general, nu afectează direct lățimea impulsului, dar lărgește lățimea de bandă, făcând impulsul mai susceptibil la dispersie în timpul propagării. Orice tip de fibră, inclusiv alte medii de amplificare cu lățime de bandă limitată, poate afecta forma lățimii de bandă sau a impulsului ultra-scurt, iar o scădere a lățimii de bandă poate duce la o lărgire în timp; Există, de asemenea, cazuri în care lățimea impulsului puternic ciripit devine mai scurtă atunci când spectrul devine mai îngust.
Data publicării: 05 februarie 2024