Pregled odpulsni laseri
Najdirektniji način stvaranjalaserimpulsa je dodavanje modulatora na vanjski dio kontinuiranog lasera.Ova metoda može proizvesti najbrži pikosekundni puls, iako jednostavan, ali rasipanje svjetlosne energije i vršne snage ne mogu premašiti kontinuiranu svjetlosnu snagu.Stoga je efikasniji način za generiranje laserskih impulsa modulacija u laserskoj šupljini, pohranjivanje energije u vrijeme isključenja niza impulsa i njegovo oslobađanje na vrijeme.Četiri uobičajene tehnike koje se koriste za generiranje impulsa kroz lasersku modulaciju šupljine su preklapanje pojačanja, Q-switching (prekidanje gubitka), pražnjenje šupljine i zaključavanje moda.
Prekidač pojačanja generiše kratke impulse modulacijom snage pumpe.Na primjer, poluvodički laseri s komutacijom pojačanja mogu generirati impulse od nekoliko nanosekundi do stotinu pikosekundi modulacijom struje.Iako je energija impulsa niska, ova metoda je vrlo fleksibilna, kao što je podesiva frekvencija ponavljanja i širina impulsa.U 2018, istraživači sa Univerziteta u Tokiju izvijestili su o femtosekundnom poluprovodničkom laseru sa komutacijom pojačanja, što predstavlja proboj u 40-godišnjem tehničkom uskom grlu.
Snažne nanosekundne impulse generalno generiraju laseri s Q-switchedom, koji se emituju u nekoliko kružnih putovanja u šupljini, a energija impulsa je u rasponu od nekoliko milidžula do nekoliko džula, ovisno o veličini sistema.Pikosekundni i femtosekundni impulsi srednje energije (uglavnom ispod 1 μJ) uglavnom se generiraju laserima sa zaključavanjem moda.U laserskom rezonatoru postoji jedan ili više ultrakratkih impulsa koji neprekidno kruže.Svaki impuls unutar šupljine prenosi impuls kroz izlazno ogledalo za spajanje, a frekvencija je općenito između 10 MHz i 100 GHz.Slika ispod prikazuje femtosekundu disipativnog solitona potpuno normalne disperzije (ANDi).fiber laser uređaj, od kojih se većina može izraditi pomoću Thorlabs standardnih komponenti (vlakna, sočiva, nosač i stol za pomicanje).
Tehnika pražnjenja šupljine može se koristiti zaLaseri sa Q-switchedomza dobijanje kraćih impulsa i lasera sa zaključavanjem moda za povećanje energije impulsa sa nižom frekvencijom.
Impulsi u vremenskom i frekvencijskom domenu
Linearni oblik impulsa s vremenom je općenito relativno jednostavan i može se izraziti Gaussovim i sech² funkcijama.Vrijeme impulsa (takođe poznato kao širina impulsa) najčešće se izražava vrijednošću širine pola visine (FWHM), odnosno širinom preko koje je optička snaga najmanje polovina vršne snage;Q-switched laser generiše kratke nanosekundne impulse
Laseri sa zaključavanjem moda proizvode ultra-kratke impulse (USP) u rasponu od desetina pikosekundi do femtosekundi.Elektronika velike brzine može mjeriti samo do desetine pikosekundi, a kraći impulsi mogu se mjeriti samo pomoću čisto optičkih tehnologija kao što su autokorelatori, ŽABA i SPIDER.Dok nanosekundni ili duži impulsi jedva mijenjaju svoju pulsnu širinu dok putuju, čak i na velikim udaljenostima, na ultrakratke impulse može utjecati niz faktora:
Disperzija može rezultirati velikim širenjem impulsa, ali se može ponovo komprimirati suprotnom disperzijom.Sljedeći dijagram pokazuje kako Thorlabs femtosekundni pulsni kompresor kompenzira disperziju mikroskopa.
Nelinearnost generalno ne utiče direktno na širinu impulsa, ali proširuje propusni opseg, čineći impuls podložnijim disperziji tokom širenja.Bilo koja vrsta vlakana, uključujući i druge medije za pojačavanje sa ograničenim propusnim opsegom, može uticati na oblik propusnog opsega ili ultra-kratkog impulsa, a smanjenje propusnog opsega može dovesti do proširenja u vremenu;Postoje i slučajevi u kojima širina impulsa snažno čirpiranog impulsa postaje kraća kada se spektar suzi.
Vrijeme objave: Feb-05-2024