Аглядімпульсныя лазеры
Найбольш прамы спосаб генерацыілазерПрынцып генерацыі імпульсаў заключаецца ў даданні мадулятара звонку бесперапыннага лазера. Гэты метад, хоць і просты, можа генераваць самы хуткі пікасекундны імпульс, але страты светлавой энергіі і пікавая магутнасць не могуць перавышаць бесперапынную магутнасць святла. Такім чынам, больш эфектыўным спосабам генерацыі лазерных імпульсаў з'яўляецца мадуляцыя ў рэзанатары лазера, назапашванне энергіі ў час выключэння імпульснага цыклу і вызваленне яе ў час уключэння. Чатыры распаўсюджаныя метады, якія выкарыстоўваюцца для генерацыі імпульсаў праз мадуляцыю лазернага рэзанатара, - гэта пераключэнне ўзмацнення, пераключэнне Q (пераключэнне страт), апаражненне рэзанатара і сінхранізацыя мод.
Пераключальнік узмацнення генеруе кароткія імпульсы, мадулюючы магутнасць накачкі. Напрыклад, паўправадніковыя лазеры з пераключэннем узмацнення могуць генераваць імпульсы ад некалькіх нанасекунд да ста пікасекунд шляхам мадуляцыі току. Нягледзячы на нізкую энергію імпульсу, гэты метад вельмі гнуткі, напрыклад, забяспечвае рэгуляваную частату паўтарэння і шырыню імпульсу. У 2018 годзе даследчыкі з Токійскага ўніверсітэта паведамілі аб фемтасекундным паўправадніковым лазеры з пераключэннем узмацнення, што стала прарывам у вырашэнні 40-гадовай тэхнічнай праблемы.
Моцныя нанасекундныя імпульсы звычайна генеруюцца лазерамі з модуляцыяй добрасці (Q-modulation), якія выпраменьваюцца ў рэзанатары за некалькі цыклаў, а энергія імпульсу знаходзіцца ў дыяпазоне ад некалькіх міліджоуляў да некалькіх джоўляў у залежнасці ад памеру сістэмы. Пікасекундныя і фемтасекундныя імпульсы сярэдняй энергіі (звычайна ніжэй за 1 мкДж) у асноўным генеруюцца лазерамі з сінхранізацыяй мод. У лазерным рэзанатары ёсць адзін або некалькі ультракароткіх імпульсаў, якія бесперапынна цыклічна змяняюцца. Кожны ўнутрырэзанатарны імпульс прапускае імпульс праз выходнае люстэрка сувязі, а рэгуляваная частата звычайна знаходзіцца ў дыяпазоне ад 10 МГц да 100 ГГц. На малюнку ніжэй паказаны цалкам нармальная дысперсія (ANDi) дысіпатыўны салітонны фемтасекундны імпульс.валаконны лазерны прыбор, большасць з якіх можна сабраць з выкарыстаннем стандартных кампанентаў Thorlabs (валакно, лінза, мацаванне і стол зрушэння).
Тэхніка апаражнення поласцей можа быць выкарыстана дляЛазеры з Q-пераключэннемдля атрымання больш кароткіх імпульсаў і лазераў з блакіроўкай мод для павелічэння энергіі імпульсаў з больш нізкай рэгуляванай частатой.
Імпульсы ў часовай і частотнай вобласці
Лінейная форма імпульсу з часам звычайна адносна простая і можа быць выражана гаўсавымі функцыямі і функцыямі Сех². Час імпульсу (таксама вядомы як шырыня імпульсу) часцей за ўсё выражаецца значэннем шырыні на палове вышыні (FWHM), гэта значыць шырынёй, па якой аптычная магутнасць складае не менш за палову пікавай магутнасці; лазер з модуляцыяй добрасці генеруе кароткія нанасекундныя імпульсы праз
Лазеры з сінхранізацыяй мод генеруюць ультракароткія імпульсы (УКА) працягласцю ад дзясяткаў пікасекунд да фемтасекунд. Высокахуткасная электроніка можа вымяраць толькі да дзясяткаў пікасекунд, а карацейшыя імпульсы можна вымяраць толькі з дапамогай чыста аптычных тэхналогій, такіх як аўтакарэлятары, FROG і SPIDER. У той час як нанасекундныя або больш працяглыя імпульсы амаль не змяняюць сваю шырыню падчас распаўсюджвання, нават на вялікія адлегласці, на ультракароткія імпульсы можа ўплываць мноства фактараў:
Дысперсія можа прывесці да значнага пашырэння імпульсу, але яе можна паўторна сціснуць з процілеглай дысперсіяй. На наступнай дыяграме паказана, як фемтасекундны кампрэсар імпульсаў Thorlabs кампенсуе дысперсію мікраскопа.
Нелінейнасць звычайна не ўплывае непасрэдна на шырыню імпульсу, але яна пашырае паласу прапускання, робячы імпульс больш успрымальным да дысперсіі падчас распаўсюджвання. Любы тып валакна, у тым ліку іншыя носьбіты ўзмацнення з абмежаванай паласой прапускання, можа паўплываць на форму паласы прапускання або ультракароткага імпульсу, а памяншэнне паласы прапускання можа прывесці да пашырэння ў часе; Ёсць таксама выпадкі, калі шырыня імпульсу з моцным чырканнем становіцца карацейшай, калі спектр становіцца вузейшым.
Час публікацыі: 05 лютага 2024 г.