Oorsig vangepulseerde lasers
Die mees direkte manier om te genereerlaserpulse is om 'n modulator aan die buitekant van die deurlopende laser te voeg.Hierdie metode kan die vinnigste pikosekonde-puls produseer, hoewel eenvoudig, maar vermorsing van ligenergie en piekkrag kan nie deurlopende ligkrag oorskry nie.Daarom is 'n meer doeltreffende manier om laserpulse te genereer om in die laserholte te moduleer, energie op af-tyd van die pulstrein te stoor en dit op tyd vry te stel.Die vier algemene tegnieke wat gebruik word om pulse deur middel van laserholtemodulasie te genereer, is versterkingskakeling, Q-skakeling (verlieswisseling), holtelediging en modussluiting.
Die versterkingskakelaar genereer kort pulse deur die pompkrag te moduleer.Byvoorbeeld, halfgeleierversterking-geskakelde lasers kan pulse van 'n paar nanosekondes tot 'n honderd pikosekondes genereer deur stroommodulasie.Alhoewel die polsenergie laag is, is hierdie metode baie buigsaam, soos om verstelbare herhalingsfrekwensie en polswydte te verskaf.In 2018 het navorsers aan die Universiteit van Tokio 'n femtosekonde-aanwinsgeskakelde halfgeleierlaser gerapporteer, wat 'n deurbraak in 'n 40-jarige tegniese bottelnek verteenwoordig.
Sterk nanosekonde-pulse word oor die algemeen 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 verskeie 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 intraholte-puls stuur 'n puls deur die uitsetkoppelingspieël, en die frekwensie is gewoonlik tussen 10 MHz en 100 GHz.Die figuur hieronder toon 'n volledig normale dispersie (ANDi) dissipatiewe soliton femtosekondevesel laser toestel, waarvan die meeste gebou kan word met behulp van Thorlabs-standaardkomponente (vesel, lens, montering en verplasingstafel).
Holte leegmaak tegniek kan gebruik word virQ-geskakelde lasersom korter pulse en modus-geslote lasers te verkry om pulsenergie met laer frekwensie te verhoog.
Tyddomein en frekwensiedomeinpulse
Die lineêre vorm van die pols met tyd is oor die algemeen relatief eenvoudig en kan deur Gaussiese en sech²-funksies uitgedruk word.Pulstyd (ook bekend as pulswydte) word die meeste uitgedruk deur die halfhoogte-breedte (FWHM) waarde, dit wil sê die breedte waaroor die optiese drywing ten minste die helfte van die piekkrag is;Q-geskakelde laser genereer nanosekonde kort pulse deur
Mode-geslote lasers produseer ultra-kort pulse (USP) in die orde van tientalle pikosekondes tot femtosekondes.Hoëspoed-elektronika kan net tot tientalle pikosekondes meet, en korter pulse kan slegs gemeet word met suiwer optiese tegnologieë soos outokorreleerders, FROG en SPIDER.Terwyl nanosekonde of langer pulse skaars hul pulswydte verander terwyl hulle beweeg, selfs oor lang afstande, kan ultrakort pulse deur 'n verskeidenheid faktore beïnvloed word:
Dispersie kan 'n groot polsverbreding tot gevolg hê, maar kan weer saamgepers word met die teenoorgestelde dispersie.Die volgende diagram wys hoe die Thorlabs femtosekonde-pulskompressor vir mikroskoopverspreiding kompenseer.
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 pols beïnvloed, en 'n afname in bandwydte kan lei tot 'n verbreding in tyd;Daar is ook gevalle waar die polswydte van die sterk getjirpde pols korter word wanneer die spektrum nouer word.
Postyd: Feb-05-2024