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 было бы лазер ультракоротких импульсов. Лазеры со сверхкороткими импульсами представляют собой лазеры с почти синхронизацией мод, но эффект переключения усиления также может производить ультракороткие импульсы.
Б. Тип сверхбыстрого лазера
1. Ти-сапфировые лазеры, обычно с синхронизацией мод с линзой Керра, могут генерировать импульсы длительностью около 5 фс. Их средняя выходная мощность обычно составляет несколько сотен милливатт, с частотой повторения импульсов, скажем, 80 МГц и десятками фемтосекунд или меньше, а длительность импульсов — десятки фемтосекунд или меньше, что приводит к чрезвычайно высокой пиковой мощности. Но титан-сапфировые лазеры требуют накачки света от некоторых лазеров зеленого света, что делает их более сложными и дорогими.
2. Существуют различные лазеры с диодной накачкой на основе, например, лазерных кристаллов, легированных иттербием (кристалл или стекло) или хромом, в которых обычно используется пассивная синхронизация мод SESAM. Хотя длительность импульса лазеров с диодной накачкой не такая короткая, как длительность импульса титан-сапфировых лазеров, лазеры с диодной накачкой могут охватывать широкую область 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 иметь пассивную синхронизацию мод, например, с использованием нелинейного вращения поляризации или SESAM. Они более ограничены, чем объемные лазеры, с точки зрения средней мощности, особенно пиковой мощности, но их можно удобно комбинировать с волоконными усилителями. Более подробная информация представлена в статье о волоконных лазерах с синхронизацией мод.
(4) Диодные лазеры с синхронизацией мод могут быть интегральными устройствами или диодными лазерами с внешним резонатором и могут быть активной, пассивной или смешанной синхронизацией мод. Обычно диодные лазеры с синхронизацией мод работают с высокой (несколько тысяч мегагерц) частотой следования импульсов при умеренной энергии импульса.
Сверхбыстрые лазерные генераторы могут быть частью сверхбыстрых лазерных систем, которые также могут включать в себя сверхбыстрый усилитель (например, оптоволоконный усилитель) для увеличения пиковой мощности и средней выходной мощности.
Время публикации: 20 июня 2023 г.