А. Концепция сверхбыстрых лазеров
Сверхбыстрые лазеры обычно относятся к лазерам с синхронизацией мод, используемым для излучения сверхкоротких импульсов, например, импульсов фемтосекундной или пикосекундной длительности. Более точным названием будет сверхкороткий импульсный лазер. Сверхкороткие импульсные лазеры являются почти лазерами с синхронизацией мод, но эффект переключения усиления может также производить сверхкороткие импульсы.
Б. Тип сверхбыстрого лазера
1. Ti-сапфировые лазеры, обычно с синхронизацией мод линзы Керра, могут производить импульсы длительностью около 5 фемтосекунд. Их средняя выходная мощность обычно составляет несколько сотен милливатт, с частотой повторения импульсов, скажем, 80 МГц и десятками фемтосекунд или меньше, и длительностью импульса в десятки фемтосекунд или меньше, что приводит к чрезвычайно высокой пиковой мощности. Но титан-сапфировые лазеры требуют накачки света от некоторых зеленых лазеров, что делает их более сложными и дорогими.
2. Существуют различные лазеры с диодной накачкой, например, на основе иттербиевых (кристаллических или стеклянных) или хромовых лазерных кристаллов, которые обычно используют пассивную синхронизацию мод SESAM. Хотя длительность импульса лазеров с диодной накачкой не такая короткая, как длительность импульса титан-сапфировых лазеров, лазеры с диодной накачкой могут охватывать широкий диапазон параметров с точки зрения длительности импульса, частоты повторения импульсов и средней мощности (см. ниже).
3. Волоконные лазеры на основе стеклянных волокон, легированных редкоземельными элементами, также могут быть пассивно синхронизированы по модам, например, с использованием нелинейного вращения поляризации или SESAM. Они более ограничены, чем объемные лазеры, с точки зрения средней мощности, особенно пиковой мощности, но могут быть удобно объединены с волоконными усилителями. Статья о волоконных лазерах с синхронизированными модами дает более подробную информацию.
(4) диодные лазеры с синхронизацией мод могут быть интегральными устройствами или внешними резонаторными диодными лазерами и могут быть активными, пассивными или смешанными с синхронизацией мод. Обычно диодные лазеры с синхронизацией мод работают с высокой (несколько тысяч мегагерц) частотой повторения импульсов при умеренной энергии импульса.
Сверхбыстрые лазерные генераторы могут быть частью сверхбыстрых лазерных систем, которые также могут включать сверхбыстрый усилитель (например, волоконно-оптический усилитель) для увеличения пиковой мощности и средней выходной мощности.
Время публикации: 20 июня 2023 г.