Přehled pulzních laserů

Přehledpulzní lasery

Nejpřímější způsob generovánílaserimpulsy mají přidat modulátor do vnější strany kontinuálního laseru. Tato metoda může produkovat nejrychlejší picosekundový puls, i když jednoduchá, ale odpadní energie a špičková energie nesmí překročit nepřetržitý světelný výkon. Proto je účinnějším způsobem generování laserových pulzů modulovat v laserové dutině, ukládat energii v době pulzního vlaku a uvolnit ji včas. Čtyři běžné techniky používané k generování impulzů prostřednictvím modulace laserové dutiny jsou přepínání zisku, Q-přepínání (přepínání ztráty), vyprazdňování dutiny a blokování režimu.

Přepínač zisku generuje krátké impulsy modulací energie čerpadla. Například lasery přepínaných polovodičů mohou generovat impulzy z několika nanosekundy do sto pikosekundy současnou modulací. Ačkoli je pulzní energie nízká, tato metoda je velmi flexibilní, jako je poskytování nastavitelné frekvence opakování a šířky pulsu. V roce 2018 vědci z University of Tokio vykázali polovodičový laser přepínaný femtosekundem, což představuje průlom v 40letém technickém úzkémřiči.

Silné nanosekundové impulsy jsou obecně generovány lasery přepnuté Q, které jsou emitovány na několika kulatých výletech v dutině, a pulzní energie je v rozsahu několika milijólů až do několika joulů, v závislosti na velikosti systému. Střední energie (obecně pod 1 μJ) pikosekundy a femtosekundové pulsy jsou generovány hlavně lasery uzamčenými režimem. V laserovém rezonátoru je jeden nebo více ultrashortů, které jezdí nepřetržitě. Každý intrakavity puls přenáší puls přes výstupní vazebné zrcadlo a refrekvence je obecně mezi 10 MHz a 100 GHz. Níže uvedený obrázek ukazuje plně normální rozptyl (ADI) disipativní soliton femtoseCondlaserové zařízení vlákna, většina z nich může být postavena pomocí standardních komponent Thorlabs (vlákna, čočka, připoutací a posun).

Technika vyprazdňování dutiny lze použít proLasery přepínané Q.Získat kratší impulsy a lasery uzamčené režimem pro zvýšení energie pulsu s nižší refrekvencí.

Časové domény a frekvenční doménové pulzy
Lineární tvar pulsu s časem je obecně relativně jednoduchý a může být vyjádřen funkcemi Gaussian a Sech². Čas pulsu (také známý jako šířka pulsu) je nejčastěji vyjádřen hodnotou šířky poloviční výšky (FWHM), tj. Šířkou, přes kterou je optická síla nejméně poloviční špičkový výkon; Laser přepínaný Q generuje nanosekundové krátké pulzy
Lasery uzamčené režimem produkují velmi krátké impulzy (USP) v pořadí desítek pikosekund na femtosekundy. Vysokorychlostní elektronika může měřit až do desítek pikosekund a kratší impulzy lze měřit pouze s čistě optickými technologiemi, jako jsou autokorelatory, žába a pavouk. Zatímco nanosekundové nebo delší pulzy stěží mění šířku pulsu, když cestují, i na velké vzdálenosti, ultra krátké impulsy mohou být ovlivněny řadou faktorů:

Disperze může mít za následek rozšiřování velkého pulsu, ale lze jej rekopnovat s opačným rozptylem. Následující diagram ukazuje, jak Thorlabs femtosekundové pulzní kompresor kompenzuje disperzi mikroskopu.

Nelinearita obecně neovlivňuje přímo šířku pulsu, ale rozšiřuje to šířku pásma, díky čemuž je puls náchylnější k rozptylu během šíření. Jakýkoli typ vlákniny, včetně jiných mediálních médií s omezenou šířkou pásma, může ovlivnit tvar šířky pásma nebo ultrastřízeného pulsu a pokles šířky pásma může vést k rozšíření času; Existují také případy, kdy se šířka pulsu silně cvrličeného pulsu zkracuje, když se spektrum stane užší.