Самый прямой способ создатьлазерБобовые должны добавить модулятор на внешнюю часть непрерывного лазера. Этот метод может создавать самый быстрый пикосекундный импульс, хотя и прост, но энергия от отходов света и пиковая мощность не могут превышать непрерывную мощность света. Следовательно, более эффективный способ генерирования лазерных импульсов-модулировать в лазерной полости, хранить энергию во времена пульса и выпускать ее вовремя. Четыре общих метода, используемые для генерации импульсов с помощью модуляции лазерной полости,-это переключение усиления, переключение Q (переключение потерь), опорожнение полости и блокировка режима.
Выключатель усиления генерирует короткие импульсы, модулируя мощность насоса. Например, лазеры, переключенные в полупроводнике, могут генерировать импульсы от нескольких наносекунд до ста пикосекунд путем тока модуляции. Хотя энергия импульса низкая, этот метод очень гибкий, такой как обеспечение регулируемой частоты повторения и ширины импульса. В 2018 году исследователи из Университета Токио сообщили о фемтосекунде, переключенном в полупроводниковую лазер, представляющий прорыв в 40-летнем техническом узле.
Сильные наносекундные импульсы, как правило, генерируются лазерами с Q, которые испускаются в нескольких круглых поездках в полости, а энергия пульса находится в диапазоне нескольких миллионов до нескольких джоулей, в зависимости от размера системы. Средняя энергия (обычно ниже 1 мкДж) пикосекундные и фемтосекундные импульсы в основном генерируются лазерами с заблокированным модом. В лазерном резонаторе есть один или несколько импульсов ультрашорта, которые непрерывно цикл. Каждый импульс внутрикавитанности передает импульс через выходное зеркало связи, а возрождение, как правило, составляет от 10 до 100 ГГц. На рисунке ниже показана полностью нормальная дисперсия (ANDI) диссипативная фемтосекунда солитонаволоконно -лазерное устройство, большинство из которых могут быть построены с использованием стандартных компонентов Thorlabs (волокно, объектив, таблица крепления и смещения).
Техника опорожнения полости может быть использована дляQ-переключенные лазерыДля получения более коротких импульсов и лазеров с закрепленными модами, чтобы увеличить энергию импульса с более низким возрождением.
Временная домен и частотная домена импульсы
Линейная форма импульса со временем, как правило, относительно проста и может быть выражена функциями Гаусса и SECH². Время импульса (также известное как ширина импульса) чаще всего выражается значением ширины половины высоты (FWHM), то есть шириной, по которой оптическая мощность имеет не менее половины пиковой мощности; Q-переключенный лазер генерирует наносекундные короткие импульсы через
Лазеры с режимами производят сверхкороткие импульсы (USP) в порядке десятков пикосекунд в фемтосекундах. Высокоскоростная электроника может измерять только до десятков пикосекунд, а более короткие импульсы могут быть измерены только с помощью чисто оптических технологий, таких как автокорреляторы, лягушка и паука. В то время как наносекундные или более длинные импульсы едва ли меняют ширину импульса по мере их прохождения, даже на большие расстояния, на множество факторов могут повлиять на ультракамерные импульсы:
Дисперсия может привести к большому расширению импульса, но может быть передана с противоположной дисперсией. На следующей диаграмме показано, как фемтосекундный импульсный компрессор Thorlabs компенсирует дисперсию микроскопа.
Нелинейность обычно не влияет на ширину импульса, но она расширяет полосу пропускания, что делает импульс более восприимчивым к дисперсии во время распространения. Любой тип волокна, в том числе другие среды усиления с ограниченной полосой пропускания, может повлиять на форму полосы пропускания или ультра-короткого импульса, а снижение пропускной способности может привести к расширению во времени; Есть также случаи, когда ширина импульса сильно щебевшего импульса становится короче, когда спектр становится уже.
Время публикации: февраль-05-2024