Преглед на пулсирани ласери

Преглед напулсирани ласери

Најдиректниот начин за генерирањеласеримпулси е да се додаде модулатор на надворешната страна од континуираниот ласер. Овој метод може да произведе најбрз пикосекунден импулс, иако едноставен, но троши светлосна енергија, а врвната моќност не може да ја надмине континуираната светлосна моќност. Затоа, поефикасен начин за генерирање ласерски импулси е модулирање во ласерската празнина, складирајќи енергија во време на исклучување на импулсниот воз и ослободувајќи ја во време на вклучување. Четирите вообичаени техники што се користат за генерирање импулси преку модулација на ласерска празнина се префрлување на засилување, Q-префрлување (префрлување на загуби), празнење на празнина и заклучување на режим.

Прекинувачот за засилување генерира кратки импулси со модулирање на моќноста на пумпата. На пример, полупроводничките ласери со префрлување на засилување можат да генерираат импулси од неколку наносекунди до сто пикосекунди со модулација на струја. Иако енергијата на импулсот е ниска, овој метод е многу флексибилен, како на пример обезбедување прилагодлива фреквенција на повторување и ширина на импулсот. Во 2018 година, истражувачите на Универзитетот во Токио објавија фемтосекунден полупроводнички ласер со префрлување на засилување, што претставува пробив во 40-годишно тесно грло.

Силните наносекундни импулси генерално се генерираат од Q-прекинувачи ласери, кои се емитуваат во неколку кружни патувања во шуплината, а енергијата на импулсот е во опсег од неколку милиџули до неколку џули, во зависност од големината на системот. Пикосекундните и фемтосекундните импулси со средна енергија (генерално под 1 μJ) главно се генерираат од ласери со заклучен режим. Во ласерскиот резонатор има еден или повеќе ултракратки импулси кои континуирано циклираат. Секој интрашуплински импулс пренесува импулс низ излезното спојно огледало, а рефреквенцијата е генерално помеѓу 10 MHz и 100 GHz. Сликата подолу покажува целосно нормална дисипативна дисперзија (ANDi) солитон фемтосекунда.уред со фибер ласер, од кои повеќето можат да се изградат со користење на стандардни компоненти на Thorlabs (влакна, леќа, држач и маса за поместување).

Техниката за празнење на шуплината може да се користи заQ-прекинувачи ласериза да се добијат пократки импулси и ласери со заклучен режим за да се зголеми енергијата на импулсот со пониска рефреквенција.

Импулси во временски домен и фреквентен домен
Линеарниот облик на пулсот со времето е генерално релативно едноставен и може да се изрази со гаусови и sech² функции. Времето на пулсот (исто така познато како ширина на пулсот) најчесто се изразува со вредноста на ширината на половина висина (FWHM), односно ширината преку која оптичката моќност е најмалку половина од врвната моќност; Q-прекинувачкиот ласер генерира наносекундни кратки импулси преку
Ласерите со заклучен режим произведуваат ултракратки импулси (USP) од редот на десетици пикосекунди до фемтосекунди. Брзата електроника може да измери само до десетици пикосекунди, а пократките импулси може да се мерат само со чисто оптички технологии како што се автокорелатори, FROG и SPIDER. Додека наносекундните или подолгите импулси тешко ја менуваат ширината на импулсот додека патуваат, дури и на долги растојанија, ултракратките импулси можат да бидат под влијание на различни фактори:

Дисперзијата може да резултира со големо проширување на пулсот, но може да се рекомпресира со спротивна дисперзија. Следната дијаграма покажува како компресорот на фемтосекундните пулси на Thorlabs компензира за дисперзијата на микроскопот.

Нелинеарноста генерално не влијае директно на ширината на импулсот, но го проширува пропусниот опсег, правејќи го импулсот поподложен на дисперзија за време на ширењето. Секаков вид на влакна, вклучувајќи ги и другите медиуми за засилување со ограничен пропусен опсег, може да влијае на обликот на пропусниот опсег или ултракраткиот импулс, а намалувањето на пропусниот опсег може да доведе до проширување во времето; Исто така, постојат случаи каде што ширината на импулсот на силно цврчечкиот импулс станува пократка кога спектарот станува потесен.