Privire de ansamblu asupralasere pulsate
Cel mai direct mod de a generalaserimpulsuri este de a adăuga un modulator la exteriorul laserului continuu. Această metodă poate produce cel mai rapid impuls de picosecundă, deși simplă, dar risipa de energie luminoasă și puterea de vârf nu poate depăși puterea luminii continuă. Prin urmare, o modalitate mai eficientă de a genera impulsuri laser este modularea în cavitatea laserului, stocând energie la oprirea trenului de impulsuri și eliberând-o la timp. Cele patru tehnici obișnuite utilizate pentru a genera impulsuri prin modularea cavității laser sunt comutarea câștigului, comutarea Q (comutarea pierderilor), golirea cavității și blocarea modului.
Comutatorul de amplificare generează impulsuri scurte prin modularea puterii pompei. De exemplu, laserele cu comutație a câștigului semiconductorilor pot genera impulsuri de la câteva nanosecunde la o sută de picoscunde prin modulația curentului. Deși energia pulsului este scăzută, această metodă este foarte flexibilă, cum ar fi oferirea de frecvență de repetare reglabilă și lățime a impulsului. În 2018, cercetătorii de la Universitatea din Tokyo au raportat un laser semiconductor cu comutație de câștig în femtosecundă, reprezentând o descoperire într-un blocaj tehnic de 40 de ani.
Impulsurile puternice de nanosecundă sunt generate în general de laserele cu comutare Q, care sunt emise în mai multe călătorii dus-întors în cavitate, iar energia pulsului este în intervalul de la câțiva milijouli la câțiva jouli, în funcție de dimensiunea sistemului. Impulsurile de picosecundă și femtosecundă de energie medie (în general sub 1 μJ) sunt generate în principal de laserele blocate în mod. Există unul sau mai multe impulsuri ultrascurte în rezonatorul laser care circulă continuu. Fiecare impuls intracavitate transmite un impuls prin oglinda de cuplare de ieșire, iar frecvența este în general între 10 MHz și 100 GHz. Figura de mai jos arată o femtosecundă soliton disipativ cu dispersie complet normală (ANDi).dispozitiv laser cu fibră, dintre care majoritatea pot fi construite folosind componente standard Thorlabs (fibră, lentilă, montură și masă de deplasare).
Tehnica de golire a cavitatii poate fi folosita pentruLaser cu comutare Qpentru a obține impulsuri mai scurte și lasere cu modul blocat pentru a crește energia impulsului cu frecvență mai mică.
Impulsuri în domeniul timpului și în domeniul frecvenței
Forma liniară a pulsului cu timpul este în general relativ simplă și poate fi exprimată prin funcții gaussiene și sech². Timpul pulsului (cunoscut și sub numele de lățime a impulsului) este cel mai frecvent exprimat prin valoarea lățimii de jumătate de înălțime (FWHM), adică lățimea peste care puterea optică este cel puțin jumătate din puterea de vârf; Laserul Q-switched generează impulsuri scurte în nanosecunde
Laserele blocate în mod produc impulsuri ultrascurte (USP) de ordinul zecilor de picosecunde 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 în nanosecunde sau mai lungi cu greu își schimbă lățimea impulsului pe măsură ce călătoresc, chiar și pe distanțe lungi, impulsurile ultrascurte pot fi afectate de o varietate de factori:
Dispersia poate duce la o lărgire mare a pulsului, dar poate fi recomprimată cu dispersia opusă. Următoarea diagramă arată modul în care compresorul de impulsuri de femtosecundă Thorlabs compensează dispersia microscopului.
Neliniaritatea, în general, nu afectează direct lățimea impulsului, dar mărește lățimea de bandă, făcând pulsul mai susceptibil la dispersie în timpul propagării. Orice tip de fibră, inclusiv alte medii de câștig cu lățime de bandă limitată, poate afecta forma lățimii de bandă sau a impulsului ultrascurt, iar o scădere a lățimii de bandă poate duce la o lărgire în timp; Există, de asemenea, cazuri în care lățimea impulsului pulsului puternic ciripit devine mai scurtă atunci când spectrul devine mai îngust.
Ora postării: 05-feb-2024