Pulsētu lāzeru pārskats

Pārskats parimpulsa lāzeri

Vistiešākais veids, kā ģenerētlāzersPākšaugi ir pievienot modulatoru nepārtrauktā lāzera ārpusei. Šī metode var radīt ātrāko pikosekundes impulsu, kaut arī vienkāršu, bet gaismas enerģijas un maksimālā jauda nevar pārsniegt nepārtrauktu gaismas jaudu. Tāpēc efektīvāks veids, kā ģenerēt lāzera impulsus, ir modulēt lāzera dobumā, enerģijas uzglabāšanu pulsa vilciena laikā un to izlaižot savlaicīgi. Četri parastie paņēmieni, ko izmanto impulsu ģenerēšanai, izmantojot lāzera dobuma modulāciju, ir ieguvumu pārslēgšana, Q-slēdzis (zaudējumu pārslēgšana), dobuma iztukšošana un režīma bloķēšana.

Pasaules slēdzis ģenerē īsus impulsus, modulējot sūkņa jaudu. Piemēram, pusvadītāju pastiprinātie lāzeri ar pašreizējo modulāciju var radīt impulsus no dažām nanosekundēm līdz simts pikosekundēm. Lai arī impulsa enerģija ir zema, šī metode ir ļoti elastīga, piemēram, nodrošinot regulējamu atkārtojuma frekvenci un impulsa platumu. 2018. gadā Tokijas Universitātes pētnieki ziņoja par femtosekundes guvuma maiņas pusvadītāju lāzeru, kas pārstāv izrāvienu 40 gadu tehniskajā sašaurinājumā.

Spēcīgus nanosekundes impulsus parasti ģenerē ar Q pārslēgtiem lāzeriem, kas ir izstaroti vairākos apaļos dobuma braucienos, un impulsa enerģija ir vairāku milijouulu diapazonā līdz vairākiem džouliem, atkarībā no sistēmas lieluma. Vidējas enerģijas (parasti zem 1 μJ) pikosekundes un femtosekundes impulsiem galvenokārt ģenerē ar režīmu bloķēti lāzeri. Lāzera rezonatorā ir viens vai vairāki ultrahort impulsi, kas nepārtraukti cikls. Katrs intrakavitācijas impulss pārraida impulsu caur izejas savienojuma spoguli, un pārrāvums parasti ir no 10 MHz līdz 100 GHz. Zemāk redzamajā attēlā parādīta pilnīgi normāla izkliede (ANDI) izkliedējošā Soliton femtosekundēšķiedru lāzera ierīce, kuru lielāko daļu var uzbūvēt, izmantojot Thorlabs standarta komponentus (šķiedra, objektīvs, stiprinājums un pārvietošanas galds).

Dobuma iztukšošanas paņēmienu var izmantotQ-slēdzis lāzeriLai iegūtu īsākus impulsus un ar režīmu bloķēti lāzeri, lai palielinātu impulsa enerģiju ar zemāku pārrāvumu.

Laika domēna un frekvences domēna impulsi
Pulsa lineārā forma ar laiku parasti ir samērā vienkārša, un to var izteikt Gausa un Sech² funkcijas. Pulsa laiku (pazīstams arī kā impulsa platums) visbiežāk izsaka ar puslīdz augstuma platuma (FWHM) vērtību, tas ir, platumu, kurā optiskā jauda ir vismaz puse no maksimālās jaudas; Q-slēdzis lāzers ģenerē nanosekundes īsus impulsus
Lāzeri ar režīmu rada īpaši īsus impulsus (USP) desmitiem pikosekundes līdz femtosekundēm. Ātrgaitas elektronika var izmērīt tikai desmitiem pikosekundes, un īsākus impulsus var izmērīt tikai ar tīri optiskām tehnoloģijām, piemēram, autokorelatoriem, vardei un zirnekli. Kamēr nanosekundes vai garāki impulsi diez vai maina savu impulsa platumu, ceļojot, pat lielos attālumos, dažādus faktorus var ietekmēt īpaši īsu impulsus:

Dispersija var izraisīt lielu pulsa paplašināšanos, bet to var pārspiest ar pretēju izkliedi. Šī diagramma parāda, kā Thorlabs femtosekundes impulsa kompresors kompensē mikroskopa izkliedi.

Nelinearitāte parasti tieši neietekmē impulsa platumu, bet tas paplašina joslas platumu, padarot pulsu jutīgāku pret izkliedei izplatīšanās laikā. Jebkura veida šķiedra, ieskaitot citus pastiprināšanas nesējus ar ierobežotu joslas platumu, var ietekmēt joslas platuma vai īpaši īsā impulsa formu, un joslas platuma samazināšanās var izraisīt laika paplašināšanos; Ir arī gadījumi, kad spēcīgi čirkstētā impulsa impulsa platums kļūst īsāks, kad spektrs kļūst šaurāks.