Агляд імпульсных лазераў

Аглядімпульсныя лазеры

Самы прамы спосаб генерацыілазерімпульсаў заключаецца ў даданні мадулятара звонку бесперапыннага лазера.Гэты метад можа вырабіць самы хуткі пікасекундны імпульс, хоць і просты, але марнаваць светлавую энергію і пікавая магутнасць не можа перавышаць магутнасць бесперапыннага святла.Такім чынам, больш эфектыўным спосабам генерацыі лазерных імпульсаў з'яўляецца мадуляцыя ў лазернай паражніны, назапашванне энергіі ў час выключэння серыі імпульсаў і вызваленне яе ў час уключэння.Чатыры агульныя метады, якія выкарыстоўваюцца для генерацыі імпульсаў з дапамогай лазернай мадуляцыі рэзонатора, - гэта пераключэнне ўзмацнення, пераключэнне добрасці (пераключэнне страт), апаражненне рэзананта і блакіроўка рэжыму.

Пераключальнік узмацнення генеруе кароткія імпульсы шляхам мадуляцыі магутнасці накачкі.Напрыклад, паўправадніковыя лазеры з камутацыяй узмацнення могуць генераваць імпульсы ад некалькіх нанасекунд да ста пікасекунд шляхам мадуляцыі току.Хоць энергія імпульсу нізкая, гэты метад вельмі гнуткі, напрыклад, забяспечвае рэгуляванне частаты паўтарэння і шырыні імпульсу.У 2018 годзе даследчыкі з Такійскага ўніверсітэта паведамілі аб фемтасекундным паўправадніковым лазере з пераключэннем узмацнення, які стаў прарывам у 40-гадовым тэхнічным вузкім месцы.

Моцныя нанасекундныя імпульсы звычайна генеруюцца лазерамі з модуляцыяй добротнасці, якія выпраменьваюцца ў некалькі абаротаў у рэзонаце, і энергія імпульсу знаходзіцца ў дыяпазоне ад некалькіх міліджоўляў да некалькіх джоўляў, у залежнасці ад памеру сістэмы.Пікасекундныя і фемтасекундныя імпульсы сярэдняй энергіі (як правіла, ніжэй за 1 мкДж) у асноўным генеруюцца лазерамі з сінхранізаванай модай.Ёсць адзін або некалькі ультракароткіх імпульсаў у лазерным рэзанатары, якія цыклічна бесперапынна.Кожны ўнутрырэзанатарны імпульс перадае імпульс праз выходнае люстэрка сувязі, а частата звычайна складае ад 10 МГц да 100 ГГц.На малюнку ніжэй паказаны фемтасекундны салітон з цалкам нармальнай дысперсіяй (ANDi).валаконны лазерны апарат, большасць з якіх можа быць пабудавана з выкарыстаннем стандартных кампанентаў Thorlabs (валакно, лінза, мацаванне і стол перамяшчэння).

Тэхніка апаражнення паражніны можа быць выкарыстана дляЛазеры з модуляцыяй добротнасцідля атрымання больш кароткіх імпульсаў і лазераў з сінхранізаванай модай для павелічэння энергіі імпульсу з меншай частатой.

Імпульсы ў часавай і частотнай вобласці
Лінейная форма імпульсу ў залежнасці ад часу звычайна адносна простая і можа быць выражана функцыямі Гаўса і сек².Час імпульсу (таксама вядомы як шырыня імпульсу) часцей за ўсё выражаецца значэннем шырыні напалову вышыні (FWHM), гэта значыць шырыні, па якой аптычная магутнасць складае не менш за палову пікавай магутнасці;Лазер з модуляцыяй добротнасці генеруе нанасекундныя кароткія імпульсы
Лазеры з блакіроўкай рэжыму вырабляюць ультракароткія імпульсы (УСІ) працягласцю ад дзесяткаў пікасекунд да фемтасекунд.Высакахуткасная электроніка можа вымяраць толькі дзясяткі пікасекунд, а больш кароткія імпульсы можна вымяраць толькі з дапамогай чыста аптычных тэхналогій, такіх як аўтакарэлятары, FROG і SPIDER.У той час як нанасекундныя або даўжэйшыя імпульсы практычна не змяняюць сваю шырыню імпульсу падчас перамяшчэння нават на вялікія адлегласці, на звышкароткія імпульсы могуць уплываць розныя фактары:

Дысперсія можа прывесці да вялікага пашырэння імпульсу, але можа быць паўторна сціснута з супрацьлеглай дысперсіяй.На наступнай схеме паказана, як кампрэсар фемтасекундных 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 ўзмацняльныя носьбіты з абмежаванай прапускной здольнасцю, можа паўплываць на форму паласы прапускання або ультракароткіх імпульсаў, а памяншэнне прапускной здольнасці можа прывесці да пашырэння ў часе;Бываюць таксама выпадкі, калі шырыня імпульсу з моцным чырпам становіцца карацей, калі спектр звужаецца.