Ülevaade pulseeritud laseritest

Ülevaadepulseeritud laserid

Kõige otsesem viis genereerimisekslaserImpulsid on lisada modulaator pideva laseri välisküljele. See meetod võib tekitada kiireima pikosekundi impulsi, ehkki lihtne, kuid raiskamine valguse energia ja tippvõimsus ei tohi ületada pidevat valgust. Seetõttu on tõhusam viis laserimpulsside genereerimiseks moduleerida laseriõõnes, hoida energiat pulsirongi väljuval ajal ja vabastades selle õigel ajal. Laserõõne modulatsiooni kaudu impulsside genereerimiseks kasutatud neli levinud tehnikat on võimenduslülitus, Q-lülitamine (kadude lülitamine), õõnsuse tühjendamine ja režiimi lukustamine.

Võimenduslüliti genereerib lühikesi impulsse, moduleerides pumba võimsust. Näiteks võivad pooljuhtide võimendusega laserid tekitada praeguse modulatsiooni abil impulsse mõnest nanosekundist saja pikosekundiga. Ehkki impulsi energia on madal, on see meetod väga paindlik, näiteks reguleeritava korduse sageduse ja impulsi laiuse tagamine. 2018. aastal teatasid Tokyo ülikooli teadlased femtosekundist võimendatud pooljuhtlaserist, mis esindab läbimurret 40-aastase tehnilise kitsaskohaga.

Tugevad nanosekundilised impulsid genereerivad tavaliselt Q-lülitusega laserid, mis eraldatakse mitmel õõnsusel toimuvatel ringidel, ja pulsi energia on mitme millijeali vahemikus mitmele joulele, sõltuvalt süsteemi suurusest. Keskmine energia (tavaliselt alla 1 μJ) pikosekundilised ja femtosekundid impulsid genereeritakse peamiselt režiimilukustatud laseritega. Laserresonaatoris on üks või mitu ultrašt impulssi, mis tsüklivad pidevalt. Iga intracavity impulss edastab impulsi läbi väljundühenduse peegli ja kordus sagedus on tavaliselt vahemikus 10 MHz kuni 100 GHz. Alloleval joonisel on näidatud täielikult normaalne dispersioon (Andi) hajuv soliton femtosekundkiudaineseade, millest enamik saab ehitada Thorlabsi standardkomponentide (kiudainete, objektiivi, kinnitus- ja nihkelaua) abil.

Õõnsuse tühjendamise tehnikat saab kasutadaQ-vahetatud laseridLühemate impulsside ja režiimi lukustatud laserite saamiseks, et suurendada impulsi energiat madalama töösarjaga.

Ajadomeeni ja sagedusdomeeni impulsid
Pulsi lineaarne kuju ajaga on üldiselt suhteliselt lihtne ja seda saab väljendada Gaussi ja Sech² funktsioonide abil. Impulssiaega (tuntud ka kui impulsi laius) ekspresseerub kõige sagedamini poolkõrguse laiuse (FWHM) väärtuse järgi, see tähendab, mille laius optiline võimsus on vähemalt pool tippvõimsusest; Q-lülitunud laseriga genereerib nanosekundilised lühikesed impulsid läbi
Režiimi lukustatud laserid annavad ülikergeid impulsse (USP) kümnete pikosekundite suundumuses femtosekunditesse. Kiire elektroonika saab mõõta ainult kümneid pikosekundeid ja lühemaid impulsse saab mõõta ainult puhtalt optiliste tehnoloogiatega, näiteks autokorreraatorid, konna ja ämblik. Kui nanosekundilised või pikemad impulsid ei muuda reisides vaevalt, et isegi pikkade vahemaade ajal, võivad ultra-lühikesed impulsid mõjutada mitmesugused tegurid:

Dispersioon võib põhjustada suure impulsi laienemise, kuid seda saab kokkusuruda vastupidise dispersiooniga. Järgmine diagramm näitab, kuidas Thorlabs femtosekundi impulss kompressor kompenseerib mikroskoobi dispersiooni.

Mittelineaarsus ei mõjuta tavaliselt impulsi laiust otseselt, kuid laiendab ribalaiust, muutes pulsi leviku ajal dispersioonile vastuvõtlikumaks. Mis tahes tüüpi kiudained, sealhulgas muud piiratud ribalaiusega võimenduskeskkonnad, võivad mõjutada ribalaiuse või ülikerge impulsi kuju ning ribalaiuse langus võib põhjustada aja jooksul laienemist; On ka juhtumeid, kus tugevalt siristatud impulsi impulsi laius muutub lühemaks, kui spekter muutub kitsamaks.