Pregledpulsirajući laseri
Najizravniji način generiranjalaserimpulsa je dodavanje modulatora na vanjsku stranu kontinuiranog lasera. Ova metoda može proizvesti najbrži pikosekundni impuls, iako je jednostavna, ali rasipanje svjetlosne energije i vršna snaga ne mogu premašiti kontinuiranu svjetlosnu snagu. Stoga je učinkovitiji način generiranja laserskih impulsa modulacija u laserskoj šupljini, pohranjivanje energije u vrijeme isključenja niza impulsa i njezino oslobađanje u vrijeme uključenja. Četiri uobičajene tehnike koje se koriste za generiranje impulsa putem modulacije laserske šupljine su prebacivanje pojačanja, Q-prekidanje (prekidanje gubitaka), pražnjenje šupljine i zaključavanje moda.
Prekidač pojačanja generira kratke impulse moduliranjem snage pumpe. Na primjer, poluvodički laseri s preklopnim pojačanjem mogu generirati impulse od nekoliko nanosekundi do stotinu pikosekundi modulacijom struje. Iako je energija impulsa niska, ova metoda je vrlo fleksibilna, poput omogućavanja podesive frekvencije ponavljanja i širine impulsa. Godine 2018. istraživači sa Sveučilišta u Tokiju izvijestili su o femtosekundnom poluvodičkom laseru s preklopnim pojačanjem, što predstavlja proboj u 40-godišnjem tehničkom uskom grlu.
Jake nanosekundne impulse općenito generiraju Q-preklopni laseri, koji se emitiraju u nekoliko kružnih putovanja u šupljini, a energija impulsa je u rasponu od nekoliko milidžula do nekoliko džula, ovisno o veličini sustava. Pikosekundne i femtosekundne impulse srednje energije (općenito ispod 1 μJ) uglavnom generiraju laseri sa zaključanim modom. U laserskom rezonatoru postoji jedan ili više ultrakratkih impulsa koji kontinuirano cikliraju. Svaki intrakavitalni impuls prenosi impuls kroz izlazno spojno zrcalo, a refrekvencija je općenito između 10 MHz i 100 GHz. Donja slika prikazuje femtosekundni disipativni soliton s potpuno normalnom disperzijom (ANDi).uređaj za vlaknasti laser, od kojih se većina može izraditi korištenjem Thorlabsovih standardnih komponenti (vlakna, leća, nosač i stol za pomicanje).
Tehnika pražnjenja šupljina može se koristiti zaQ-preklopni laseriza dobivanje kraćih impulsa i lasera sa zaključanim modom za povećanje energije impulsa s nižom refrekvencijom.
Impulsi u vremenskoj i frekvencijskoj domeni
Linearni oblik impulsa s vremenom općenito je relativno jednostavan i može se izraziti Gaussovim i Sech² funkcijama. Vrijeme impulsa (također poznato kao širina impulsa) najčešće se izražava vrijednošću širine polovice visine (FWHM), odnosno širinom preko koje je optička snaga barem polovica vršne snage; Q-prekidački laser generira nanosekundne kratke impulse kroz
Laseri sa zaključanim modom proizvode ultrakratke impulse (USP) reda veličine od desetaka pikosekundi do femtosekundi. Brza elektronika može mjeriti samo do desetaka pikosekundi, a kraći impulsi mogu se mjeriti samo isključivo optičkim tehnologijama kao što su autokorelatori, FROG i SPIDER. Dok nanosekundni ili dulji impulsi gotovo ne mijenjaju širinu impulsa dok putuju, čak ni na velikim udaljenostima, na ultrakratke impulse može utjecati niz čimbenika:
Disperzija može rezultirati velikim širenjem impulsa, ali se može rekomprimirati suprotnom disperzijom. Sljedeći dijagram prikazuje kako Thorlabsov femtosekundni kompresor impulsa kompenzira disperziju mikroskopa.
Nelinearnost općenito ne utječe izravno na širinu impulsa, ali proširuje propusnost, čineći impuls osjetljivijim na disperziju tijekom širenja. Bilo koja vrsta vlakna, uključujući druge medije za pojačanje s ograničenom propusnošću, može utjecati na oblik propusnosti ili ultrakratkog impulsa, a smanjenje propusnosti može dovesti do vremenskog proširenja; Postoje i slučajevi kada širina impulsa snažno cvrkutavog impulsa postaje kraća kada spektar postane uži.
Vrijeme objave: 05. veljače 2024.