Oorsig vangepulseerde lasers
Die mees direkte manier om te genereerlaserDie doel van pulse is om 'n modulator aan die buitekant van die kontinue laser by te voeg. Hierdie metode kan die vinnigste pikosekonde-puls produseer, alhoewel eenvoudig, maar vermorsing van ligenergie en piekkrag kan nie kontinue ligkrag oorskry nie. Daarom is 'n meer doeltreffende manier om laserpulse te genereer, om in die laserholte te moduleer, energie te stoor tydens die af-tyd van die pulstrein en dit vry te stel tydens die aan-tyd. Die vier algemene tegnieke wat gebruik word om pulse deur laserholtemodulasie te genereer, is winsskakeling, Q-skakeling (verliesskakeling), holte-leegmaak en modusvergrendeling.
Die versterkingskakelaar genereer kort pulse deur die pompkrag te moduleer. Byvoorbeeld, halfgeleier-versterkingsgeskakelde lasers kan pulse van 'n paar nanosekondes tot honderd pikosekondes genereer deur stroommodulasie. Alhoewel die pulsenergie laag is, is hierdie metode baie buigsaam, soos om verstelbare herhalingsfrekwensie en pulswydte te verskaf. In 2018 het navorsers aan die Universiteit van Tokio 'n femtosekonde-versterkingsgeskakelde halfgeleierlaser gerapporteer, wat 'n deurbraak in 'n 40 jaar lange tegniese knelpunt verteenwoordig.
Sterk nanosekonde-pulse word gewoonlik gegenereer deur Q-geskakelde lasers, wat in verskeie rondritte in die holte uitgestraal word, en die pulsenergie is in die reeks van etlike millijoules tot etlike joules, afhangende van die grootte van die stelsel. Medium-energie (gewoonlik onder 1 μJ) pikosekonde- en femtosekonde-pulse word hoofsaaklik gegenereer deur modus-geslote lasers. Daar is een of meer ultrakort pulse in die laserresonator wat voortdurend siklus. Elke intrakavite-puls stuur 'n puls deur die uitsetkoppel-spieël, en die herfrekwensie is gewoonlik tussen 10 MHz en 100 GHz. Die figuur hieronder toon 'n volledig normale dispersie (ANDi) dissipatiewe soliton femtosekonde.vesellasertoestel, waarvan die meeste gebou kan word met behulp van Thorlabs se standaardkomponente (vesel, lens, montering en verplasingstabel).
Die tegniek vir die leegmaak van holtes kan gebruik word virQ-geskakelde lasersom korter pulse te verkry en modus-geslote lasers om pulsenergie met laer herfrekwensie te verhoog.
Tyddomein- en frekwensiedomeinpulse
Die lineêre vorm van die puls met tyd is oor die algemeen relatief eenvoudig en kan uitgedruk word deur Gaussiese en sech²-funksies. Pulstyd (ook bekend as pulswydte) word meestal uitgedruk deur die halfhoogte-wydte (FWHM)-waarde, dit wil sê die breedte waaroor die optiese krag ten minste die helfte van die piekkrag is; Q-geskakelde laser genereer nanosekonde kort pulse deur
Modusgeslote lasers produseer ultrakort pulse (USP) in die orde van tiene pikosekondes tot femtosekondes. Hoëspoed-elektronika kan slegs tot tiene pikosekondes meet, en korter pulse kan slegs gemeet word met suiwer optiese tegnologieë soos outokorrelators, FROG en SPIDER. Terwyl nanosekonde- of langer pulse skaars hul pulswydte verander soos hulle beweeg, selfs oor lang afstande, kan ultrakort pulse deur 'n verskeidenheid faktore beïnvloed word:
Dispersie kan 'n groot pulsverbreding tot gevolg hê, maar kan met die teenoorgestelde dispersie herkomprimeer word. Die volgende diagram toon hoe die Thorlabs femtosekonde pulskompressor kompenseer vir mikroskoopdispersie.
Nie-lineariteit beïnvloed gewoonlik nie die pulswydte direk nie, maar dit verbreed die bandwydte, wat die puls meer vatbaar maak vir verspreiding tydens voortplanting. Enige tipe vesel, insluitend ander versterkingsmedia met beperkte bandwydte, kan die vorm van die bandwydte of ultra-kort puls beïnvloed, en 'n afname in bandwydte kan lei tot 'n verbreding in tyd; Daar is ook gevalle waar die pulswydte van die sterk gekwetterde puls korter word wanneer die spektrum smaller word.
Plasingstyd: 05 Februarie 2024