Što je ultrabrzi laser

A. Koncept ultrabrzih lasera

Ultrabrzi laseri obično se odnose na lasere sa zaključanim modom koji se koriste za emitiranje ultrakratkih impulsa, na primjer, impulsa trajanja femtosekunde ili pikosekunde. Točniji naziv bio bi laser ultrakratkog impulsa. Laseri ultrakratkog impulsa su gotovo laseri sa zaključanim modom, ali efekt promjene pojačanja također može proizvesti ultrakratke impulse.

B. Vrsta ultrabrzog lasera

1. Titan-safirni laseri, obično s Kerrovim lećama i zaključanim modom, mogu proizvesti impulse u trajanju od samo oko 5 fs. Njihova prosječna izlazna snaga obično je nekoliko stotina milivata, s frekvencijom ponavljanja impulsa od, recimo, 80 MHz i desecima femtosekundi ili manje, te trajanjem impulsa od desetaka femtosekundi ili manje, što rezultira izuzetno visokom vršnom snagom. No, titan-safirni laseri zahtijevaju pumpanje svjetlosti iz nekih zelenih lasera, što ih čini složenijima i skupljima.

2. Postoje različiti laseri s diodnim pumpanjem temeljeni na, na primjer, laserskim kristalima dopiranim iterbijem (kristal ili staklo) ili kromom, koji obično koriste pasivno zaključavanje moda SESAM-a. Iako trajanje impulsa lasera s diodnim pumpanjem nije tako kratko kao trajanje impulsa titan-safirnih lasera, laseri s diodnim pumpanjem mogu pokriti široko područje parametara u smislu trajanja impulsa, brzine ponavljanja impulsa i prosječne snage (vidi dolje).

3. Vlaknasti laseri bazirani na staklenim vlaknima dopiranim rijetkozemnim elementima mogu također biti pasivno zaključani po modu, na primjer, korištenjem nelinearne rotacije polarizacije ili SESAM-a. Ograničeniji su od lasera u smislu prosječne snage, posebno vršne snage, ali se mogu prikladno kombinirati s vlaknastim pojačalima. Članak o vlaknastim laserima sa zaključanim modom daje više detalja.

(4) diodni laseri sa zaključanim modom mogu biti integralni uređaji ili diodni laseri s vanjskom šupljinom, te mogu biti aktivni, pasivni ili miješano zaključani modovi. Tipično, diodni laseri sa zaključanim modom rade s visokom (nekoliko tisuća megaherca) frekvencijom ponavljanja impulsa pri umjerenoj energiji impulsa.

Ultrabrzi laserski oscilatori mogu biti dio ultrabrzih laserskih sustava, koji također mogu uključivati ​​ultrabrzo pojačalo (kao što je pojačalo s optičkim vlaknima) za povećanje vršne snage i prosječne izlazne snage.