Impulsinių lazerių apžvalga

Overview ofimpulsiniai lazeriai

Tiesioginis būdas generuotilazerisPulsai yra pridėti moduliatorių prie ištisinio lazerio išorės. Šis metodas gali sukelti greičiausią pikosekundės impulsą, nors ir paprastas, tačiau šviesos energija ir didžiausia galia negali viršyti nuolatinės šviesos galios. Todėl efektyvesnis būdas generuoti lazerinius impulsus yra modifikuoti lazerio ertmėje, kaupti energiją impulsų traukinio ne vietoje ir ją išleisti laiku. Keturios įprastos metodai, naudojami impulsams generuoti per lazerio ertmės moduliaciją, yra padidėjimo perjungimas, Q perjungimas (nuostolių perjungimas), ertmės ištuštinimas ir režimo užraktas.

Saugimo jungiklis sukuria trumpus impulsus moduliuodamas siurblio galią. Pvz., Puslaidininkių padidintos lazeriai gali generuoti impulsus nuo kelių nanosekundžių iki šimto pikosekundžių dabartine moduliacija. Nors impulsų energija yra maža, šis metodas yra labai lankstus, pavyzdžiui, užtikrinti reguliuojamą pasikartojimo dažnį ir impulsų plotį. 2018 m. Tokijo universiteto tyrėjai pranešė apie femtosekundės padidėjusį puslaidininkio lazerį, kuris atspindi 40 metų techninę kliūtį.

Stiprus nanosekundžių impulsus paprastai generuoja Q perjungiami lazeriai, kurie yra išmetami keliose aplinkose esančiose kelionėse ertmėje, o impulsų energija yra kelių milijulų diapazone iki kelių džaulių, atsižvelgiant į sistemos dydį. Vidutinės energijos (paprastai mažesnės nei 1 μJ) pikosekundės ir femtosekundės impulsai daugiausia sukuria režimu užrakintais lazeriais. Lazerio rezonatoriuje yra vienas ar daugiau ultravioletinių impulsų, kurie nuolat dviračiai. Kiekvienas intrakavitacijos impulsas perduoda impulsą per išėjimo jungties veidrodį, o refriucija paprastai yra nuo 10 MHz iki 100 GHz. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta visiškai normali dispersija (Andi) dispersinė soliton femtosecondPluošto lazerio įtaisas, iš kurių daugiausia galima sukurti naudojant „ThorLabs“ standartinius komponentus (pluošto, objektyvo, laikiklio ir poslinkio lentelę).

Gali būti naudojama ertmės ištuštinimo technikaQ perjungtas lazeriaiNorėdami gauti trumpesnius impulsus ir režimą užrakintus lazerius, kad padidėtų impulsų energija esant mažesniam atsargas.

Laiko domeno ir dažnio srities impulsai
Linijinė impulso forma su laiku paprastai yra gana paprasta ir gali būti išreikšta Gauso ir Sech² funkcijomis. Impulsų laikas (dar žinomas kaip impulsų plotis) dažniausiai išreiškiamas pusiau aukščio pločio (FWHM) verte, tai yra, plotis, per kurį optinė galia yra bent pusė didžiausios galios; Q perjungtas lazeris sukuria nanosekundės trumpus impulsus per
Lazeriai užfiksuoti režimu gamina ypač trumpus impulsus (USP) pagal dešimtis pikosekundžių tvarka iki femtosekundžių. Didelės spartos elektronika gali išmatuoti tik iki dešimčių pikosekundžių, o trumpesnius impulsus galima išmatuoti tik naudojant grynai optines technologijas, tokias kaip autokoreliatoriai, varlė ir voras. Nors nanosekundės ar ilgesni impulsai vargu ar keičia impulsų plotį, kai jie keliauja, net dideliais atstumais, ypač trumpiems impulsams gali turėti įtakos įvairūs veiksniai:

Dispersija gali padidinti didelį impulsą, tačiau gali būti pakartotinai suspaudžiamas su priešinga dispersija. Ši schema parodo, kaip „Thorlabs“ femtosekundės impulsų kompresorius kompensuoja mikroskopo dispersiją.

Netiesiškumas paprastai nedaro tiesioginės įtakos impulsų pločiui, tačiau jis praplečia pralaidumą, todėl pulsas tampa jautresnis dispersijai sklidimo metu. Bet kokio tipo pluoštas, įskaitant kitas padidėjimo terpes, turinčias ribotą pralaidumą, gali paveikti pralaidumo formą arba ypač trumpą impulsą, o pralaidumo sumažėjimas gali padidinti laiką; Taip pat yra atvejų, kai stipriai čirpdyto impulso impulsų plotis tampa trumpesnis, kai spektras tampa siauresnis.