Pregledpulsirajući laseri
Najizravniji način generiranjalaserimpulsa je dodati modulator izvan kontinuiranog lasera.Ova metoda može proizvesti najbrži pikosekundni puls, iako jednostavan, ali gubitak svjetlosne energije i vršna snaga ne mogu premašiti kontinuiranu svjetlosnu snagu.Stoga je učinkovitiji način za generiranje laserskih impulsa modulacija u laserskoj šupljini, pohranjivanje energije u trenutku isključenja niza impulsa i otpuštanje u vrijeme uključenosti.Četiri uobičajene tehnike koje se koriste za generiranje impulsa putem laserske modulacije šupljine su promjena pojačanja, Q-sklopka (prebacivanje gubitaka), pražnjenje šupljine i zaključavanje načina.
Prekidač pojačanja generira kratke impulse modulirajući snagu pumpe.Na primjer, poluvodički laseri sa sklopkom pojačanja mogu generirati impulse od nekoliko nanosekundi do stotinu pikosekundi modulacijom struje.Iako je energija pulsa niska, ova metoda je vrlo fleksibilna, kao što je pružanje podesive frekvencije ponavljanja i širine pulsa.Godine 2018. istraživači sa Sveučilišta u Tokiju izvijestili su o femtosekundnom poluvodičkom laseru s promjenom pojačanja, što predstavlja pomak u 40-godišnjem tehničkom uskom grlu.
Snažne nanosekundne impulse općenito generiraju laseri s Q-sklopkom, koji se emitiraju u nekoliko krugova u šupljini, a energija pulsa je u rasponu od nekoliko milijula do nekoliko džula, ovisno o veličini sustava.Pikosekundni i femtosekundni impulsi srednje energije (općenito ispod 1 μJ) uglavnom se generiraju laserima s zaključanim modom.Postoji jedan ili više ultrakratkih impulsa u laserskom rezonatoru koji kontinuirano kruže.Svaki unutaršupljinski impuls odašilje impuls kroz izlazno spojno zrcalo, a frekvencija je općenito između 10 MHz i 100 GHz.Donja slika prikazuje potpuno normalnu disperziju (ANDi) disipativne solitonske femtosekundeoptički laserski uređaj, od kojih se većina može izgraditi pomoću Thorlabsovih standardnih komponenti (vlakno, leća, nosač i stol za pomicanje).
Tehnika pražnjenja kaviteta može se koristiti zaQ-switched laseriza dobivanje kraćih impulsa i lasera s zaključanim modom za povećanje energije pulsa s nižom frekvencijom.
Impulsi u vremenskoj i frekvencijskoj domeni
Linearni oblik pulsa s vremenom općenito je relativno jednostavan i može se izraziti Gaussovim i sech² funkcijama.Vrijeme pulsa (također poznato kao širina impulsa) najčešće se izražava vrijednošću širine poluvisine (FWHM), to jest širine preko koje je optička snaga najmanje pola vršne snage;Laser s Q-sklopkom generira nanosekundne kratke impulse
Laseri s zaključanim modom proizvode ultrakratke impulse (USP) reda veličine desetaka pikosekundi do femtosekundi.Elektronika velike brzine može mjeriti samo desetke pikosekundi, a kraći impulsi mogu se mjeriti samo čisto optičkim tehnologijama kao što su autokorelatori, FROG i SPIDER.Dok nanosekundni ili dulji impulsi jedva mijenjaju svoju širinu pulsa dok putuju, čak i na velikim udaljenostima, na ultrakratke impulse mogu utjecati različiti čimbenici:
Disperzija može rezultirati velikim širenjem pulsa, ali se može ponovno komprimirati sa suprotnom disperzijom.Sljedeći dijagram prikazuje kako Thorlabs kompresor femtosekundnog pulsa kompenzira disperziju mikroskopa.
Nelinearnost općenito ne utječe izravno na širinu impulsa, ali proširuje širinu pojasa, čineći puls osjetljivijim na disperziju tijekom širenja.Bilo koja vrsta vlakana, uključujući druge medije pojačanja s ograničenom propusnošću, može utjecati na oblik propusnosti ili ultrakratkog pulsa, a smanjenje propusnosti može dovesti do proširenja u vremenu;Također postoje slučajevi u kojima se širina pulsa jakog cvrkutanja skraćuje kada spektar postaje uži.
Vrijeme objave: 5. veljače 2024