Rodzaje laserów strojonych

Rodzajelaser strojony

Zastosowanie laserów strojonych można ogólnie podzielić na dwie główne kategorie: pierwsza dotyczy sytuacji, gdy lasery jednoliniowe lub wieloliniowe o stałej długości fali nie są w stanie zapewnić wymaganej jednej lub więcej dyskretnych długości fal; druga kategoria obejmuje sytuacje, gdylaserdługość fali musi być stale dostrajana w trakcie eksperymentów lub testów, takich jak eksperymenty spektroskopowe i eksperymenty z detekcją pomp.

Wiele typów laserów przestrajalnych może generować przestrajalne impulsy fali ciągłej (CW), nanosekundowe, pikosekundowe lub femtosekundowe. Ich charakterystyka wyjściowa jest determinowana przez zastosowany ośrodek wzmocnienia lasera. Podstawowym wymogiem dla laserów przestrajalnych jest możliwość emisji laserów w szerokim zakresie długości fal. Do wyboru określonych długości fal lub pasm długości fal spośród pasm emisji laserów można zastosować specjalne elementy optyczne.lasery strojoneTutaj przedstawimy Ci kilka popularnych laserów strojonych

Strojony laser z falą stojącą CW

Konceptualnie,Strojony laser CWto najprostsza architektura lasera. Laser ten składa się ze zwierciadła o wysokim współczynniku odbicia, ośrodka wzmocnienia oraz wyjściowego zwierciadła sprzęgającego (patrz rysunek 1) i może generować sygnał ciągły (CW) przy użyciu różnych ośrodków wzmocnienia lasera. Aby uzyskać możliwość strojenia, należy wybrać ośrodek wzmocnienia pokrywający docelowy zakres długości fal.

2. Strojony laser pierścieniowy CW

Lasery pierścieniowe są od dawna stosowane do uzyskiwania przestrajalnego sygnału ciągłego (CW) poprzez pojedynczy mod podłużny, o szerokości widmowej rzędu kiloherców. Podobnie jak lasery z falą stojącą, przestrajalne lasery pierścieniowe mogą również wykorzystywać barwniki i tytanowo-szafirowe materiały wzmacniające jako media. Barwniki mogą zapewnić niezwykle wąską szerokość linii, mniejszą niż 100 kHz, podczas gdy tytanowo-szafirowe oferują szerokość linii mniejszą niż 30 kHz. Zakres strojenia lasera barwnikowego wynosi od 550 do 760 nm, a lasera tytanowo-szafirowego od 680 do 1035 nm. Częstotliwość wyjściowa obu typów laserów może być podwojona do pasma UV.

3. Laser quasi-ciągły z synchronizacją modów

W wielu zastosowaniach precyzyjne określenie charakterystyki czasowej wyjścia lasera jest ważniejsze niż precyzyjne określenie energii. W rzeczywistości, uzyskanie krótkich impulsów optycznych wymaga konfiguracji wnęki rezonansowej z wieloma modami podłużnymi rezonującymi jednocześnie. Gdy te cykliczne mody podłużne mają ustaloną zależność fazową w wnęce lasera, laser będzie synchronizowany modami. Umożliwi to oscylację pojedynczego impulsu w wnęce, którego okres będzie określony przez długość wnęki lasera. Aktywną synchronizację modów można uzyskać za pomocąmodulator akustooptyczny(AOM) lub pasywne blokowanie modów można zrealizować za pomocą soczewki Kerra.

4. Ultraszybki laser iterbowy

Chociaż lasery tytanowo-szafirowe mają szerokie zastosowanie praktyczne, niektóre eksperymenty z obrazowaniem biologicznym wymagają dłuższych fal. Typowy dwufotonowy proces absorpcji jest wzbudzany fotonami o długości fali 900 nm. Ponieważ dłuższe fale oznaczają mniejsze rozpraszanie, dłuższe fale wzbudzenia mogą skuteczniej napędzać eksperymenty biologiczne wymagające większej głębokości obrazowania.

Obecnie lasery przestrajalne znajdują zastosowanie w wielu ważnych dziedzinach, od podstawowych badań naukowych, przez produkcję laserów, po nauki przyrodnicze i medyczne. Dostępny obecnie wachlarz technologii jest bardzo szeroki, począwszy od prostych systemów przestrajalnych z falą ciągłą (CW), których wąska szerokość linii może być wykorzystywana do spektroskopii o wysokiej rozdzielczości, wychwytu molekularnego i atomowego oraz eksperymentów z zakresu optyki kwantowej, dostarczając kluczowych informacji współczesnym badaczom. Dzisiejsi producenci laserów oferują kompleksowe rozwiązania, zapewniające moc wyjściową lasera w zakresie ponad 300 nm w zakresie energii nanodżuli. Bardziej złożone systemy obejmują imponujący, szeroki zakres widmowy od 200 do 20 000 nm w zakresie energii mikrodżuli i milidżuli.