PrzeglądPulsowane lasery
Najbardziej bezpośredni sposób generowanialaserImpulsy to dodanie modulatora na zewnątrz ciągłego lasera. Ta metoda może wytworzyć najszybszy pikosekundowy impuls, choć prosty, ale energia światła odpadowego i szczytowa moc nie mogą przekraczać ciągłej mocy światła. Dlatego bardziej wydajnym sposobem generowania impulsów laserowych jest modulowanie w jamie laserowej, przechowywanie energii w czasie pociągu impulsowego i uwalnianie go na czas. Cztery popularne techniki stosowane do generowania impulsów poprzez modulację wnęki laserowej to przełączanie wzmocnienia, przełączanie Q (przełączanie strat), opróżnianie wnęki i blokowanie trybu.
Przełącznik wzmocnienia generuje krótkie impulsy poprzez modulowanie zasilania pompy. Na przykład lasery z przełączaniem wzmocnienia półprzewodników mogą generować impulsy od kilku nanosekund do stu pikosekund według modulacji prądu. Chociaż energia impulsu jest niska, metoda ta jest bardzo elastyczna, na przykład zapewniając regulowaną częstotliwość powtarzania i szerokość impulsu. W 2018 r. Naukowcy z University of Tokyo zgłosili laser półprzewodnikowy zmieszanego femtosekundowego, reprezentującego przełom w 40-letnim wąskim gardle.
Silne impulsy nanosekundowe są ogólnie generowane przez lasery z przełączonym Q, które są emitowane podczas kilku obiektów w jamie, a energia impulsu znajduje się w zakresie kilku milijuli do kilku dżuli, w zależności od wielkości systemu. Energia średnio (ogólnie poniżej 1 μJ) impulsy pikosekundowe i femtosekundowe są generowane głównie przez lasery zablokowane w trybie. W rezonatoru laserowym jest jeden lub więcej impulsów ultrashortowych, które ciągle jeźdzą na cyklu. Każdy impuls wewnątrzczaszkowy przenosi impuls przez lusterko sprzężające wyjściowe, a renomość wynosi na ogół od 10 MHz do 100 GHz. Poniższy rysunek pokazuje w pełni normalną dyspersję (Andi) rozpraszającą soliton femtosekundęurządzenie laserowe światłowodowe, z których większość można zbudować przy użyciu standardowych komponentów Thorlabs (włókno, soczewki, tabela mocowania i przemieszczenia).
Technikę opróżniania wnęki można zastosować doLasery z przełączaniem Q.Aby uzyskać krótsze impulsy i lasery w trybie, aby zwiększyć energię impulsową o niższej renomości.
Domena czasu i impulsy domeny częstotliwości
Liniowy kształt impulsu z czasem jest ogólnie stosunkowo prosty i może być wyrażany przez funkcje Gaussa i SECH². Czas impulsu (znany również jako szerokość impulsu) jest najczęściej wyrażany przez wartość pół-wysokości (FWHM), to znaczy szerokość, którą moc optyczna jest co najmniej połowa mocy szczytowej; Laser z przełączaniem Q generuje nanosekundowe krótkie impulsy
Lasery zablokowane w trybie wytwarzają ultra krótkie impulsy (USP) w kolejności dziesiątek pikosekund do femtosekund. Szybka elektronika może mierzyć tylko do dziesiątek pikosekund, a krótsze impulsy można mierzyć tylko za pomocą technologii czysto optycznych, takich jak autokorelatory, żaba i pająk. Podczas gdy nanosekundowe lub dłuższe impulsy prawie nie zmieniają szerokości impulsu podczas podróży, nawet na duże odległości, różnorodne czynniki mogą mieć wpływ na ultra krótkie impulsy:
Dyspersja może powodować rozszerzenie dużego impulsu, ale można ją zrekompresować z odwrotną dyspersją. Poniższy schemat pokazuje, w jaki sposób thorlabs femtosekundowa sprężarka impulsowa kompensuje dyspersję mikroskopu.
Nieliniowość na ogół nie wpływa bezpośrednio na szerokość impulsu, ale poszerza szerokość pasma, dzięki czemu impuls jest bardziej podatny na dyspersję podczas propagacji. Każdy rodzaj światłowodów, w tym inne media o ograniczonej przepustowości, może wpływać na kształt przepustowości lub ultra-krótkiego impulsu, a spadek przepustowości może prowadzić do poszerzenia czasu; Istnieją również przypadki, w których szerokość impulsu silnie śpiewanego impulsu staje się krótsza, gdy spektrum staje się węższe.
Czas postu: lutego 05-2024