Прымяненне перабудоўваемых лазераў можна ў цэлым падзяліць на дзве асноўныя катэгорыі: адна — калі адналінейныя або шматлінейныя лазеры з фіксаванай даўжынёй хвалі не могуць забяспечыць неабходную адну або некалькі дыскрэтных даўжынь хваль; іншая катэгорыя ўключае сітуацыі, калілазерДаўжыня хвалі павінна пастаянна падладжвацца падчас эксперыментаў або выпрабаванняў, такіх як спектраскапія і эксперыменты з дэтэктаваннем накачкі.
Шмат якія тыпы настроўвальных лазераў могуць генераваць настроўвальныя імпульсы бесперапыннай хвалі (CW), нанасекунднай, пікасекунднай або фемтасекунднай працягласці. Іх выходныя характарыстыкі вызначаюцца выкарыстоўваным лазерным асяроддзем узмацнення. Асноўнае патрабаванне да настроўвальных лазераў заключаецца ў тым, каб яны маглі выпраменьваць лазеры ў шырокім дыяпазоне даўжынь хваль. Для выбару пэўных даўжынь хваль або дыяпазонаў даўжынь хваль з дыяпазонаў выпраменьвання можна выкарыстоўваць спецыяльныя аптычныя кампаненты.наладжвальныя лазерыТут мы прадставім вам некалькі распаўсюджаных настройваемых лазераў.
Наладжвальны лазер стаячай хвалі бесперапыннага дзеяння
Канцэптуальна,Наладжвальны лазер бесперапыннага дзеяння— гэта найпрасцейшая архітэктура лазера. Гэты лазер уключае ў сябе люстэрка з высокай адбівальнай здольнасцю, канструкцыю ўзмацнення і выходнае люстэрка сувязі (гл. малюнак 1), і ён можа забяспечваць выхадны сігнал у рэжыме бесперапыннага выпраменьвання з выкарыстаннем розных канструкцый узмацнення лазера. Для дасягнення настройкі неабходна выбраць канструкцыю ўзмацнення, якая можа ахопліваць мэтавы дыяпазон даўжынь хваль.
2. Наладжвальны кальцавы лазер бесперапыннага выпраменьвання
Кальцавыя лазеры доўгі час выкарыстоўваліся для дасягнення настроўваемага выхаду бесперапыннага выпраменьвання праз адзін падоўжны рэжым са спектральнай паласой паласы ў кілагерцавым дыяпазоне. Падобна лазерам стаячай хвалі, настроўваемыя кальцавыя лазеры таксама могуць выкарыстоўваць фарбавальнікі і тытан-сапфір у якасці ўзмацняльнікаў. Фарбавальнікі могуць забяспечыць надзвычай вузкую шырыню лініі менш за 100 кГц, у той час як тытан-сапфір прапануе шырыню лініі менш за 30 кГц. Дыяпазон налады лазера на фарбавальніку складае ад 550 да 760 нм, а тытан-сапфіравага лазера — ад 680 да 1035 нм. Выхадныя частоты абодвух тыпаў лазераў можна падвоіць у УФ-дыяпазоне.
3. Квазінепарыўны лазер з блакіроўкай мод
Для многіх ужыванняў дакладнае вызначэнне часовых характарыстык лазернага выпраменьвання важнейшае за дакладнае вызначэнне энергіі. Фактычна, для дасягнення кароткіх аптычных імпульсаў патрабуецца канфігурацыя рэзанатара з многімі падоўжнымі модамі, якія рэзанансуюць адначасова. Калі гэтыя цыклічныя падоўжныя моды маюць фіксаванае фазавае суадносіны ўнутры лазернага рэзанатара, лазер будзе сінхранізаваны па модах. Гэта дазволіць аднаму імпульсу вагацца ўнутры рэзанатара, перыяд якога вызначаецца даўжынёй лазернага рэзанатара. Актыўная сінхранізацыя мод можа быць дасягнута з дапамогайакустааптычны мадулятар(AOM), або пасіўная сінхранізацыя мод, можа быць рэалізавана з дапамогай лінзы Кера.
4. Звышхуткі ітэрбіевы лазер
Нягледзячы на тое, што тытан-сапфіравыя лазеры маюць шырокае прымяненне, некаторыя біялагічныя эксперыменты па візуалізацыі патрабуюць большай даўжыні хваль. Тыповы працэс двухфатоннага паглынання ўзбуджаецца фатонамі з даўжынёй хвалі 900 нм. Паколькі большая даўжыня хвалі азначае меншае рассейванне, большая даўжыня хвалі ўзбуджэння можа больш эфектыўна праводзіць біялагічныя эксперыменты, якія патрабуюць большай глыбіні візуалізацыі.
У наш час перабудоўваныя лазеры выкарыстоўваюцца ў многіх важных галінах, пачынаючы ад фундаментальных навуковых даследаванняў і заканчваючы лазернай вытворчасцю, навукамі аб жыцці і здароўі. Дыяпазон даступных тэхналогій вельмі шырокі, пачынаючы ад простых сістэм бесперапыннага выпраменьвання з вузкай шырынёй лініі, якія могуць быць выкарыстаны для спектраскапіі высокага разрознення, малекулярнага і атамнага захопу, а таксама для эксперыментаў па квантавай оптыцы, што забяспечвае сучасным даследчыкам ключавую інфармацыю. Сённяшнія вытворцы лазераў прапануюць універсальныя рашэнні, забяспечваючы лазерны выхад з даўжынёй хвалі больш за 300 нм у дыяпазоне энергіі нанаджоўляў. Больш складаныя сістэмы ахопліваюць уражлівы шырокі спектральны дыяпазон ад 200 да 20 000 нм у дыяпазоне энергіі мікраджоўляў і міліджоўляў.
Час публікацыі: 12 жніўня 2025 г.