А. Концепция сверхбыстрых лазеров
Сверхбыстрые лазеры обычно относятся к лазерам с синхронизацией мод, используемым для генерации сверхкоротких импульсов, например, фемтосекундной или пикосекундной длительности. Более точное название — лазер с ультракороткими импульсами. Лазеры с ультракороткими импульсами практически являются лазерами с синхронизацией мод, но эффект переключения усиления также может генерировать сверхкороткие импульсы.
Б. Тип сверхбыстрого лазера
1. Титан-сапфировые лазеры, обычно с синхронизацией мод на основе линзы Керра, могут генерировать импульсы длительностью около 5 фемтосекунд. Их средняя выходная мощность обычно составляет несколько сотен милливатт при частоте повторения импульсов, например, 80 МГц и десятках фемтосекунд или меньше, а длительность импульса — десятки фемтосекунд или меньше, что обеспечивает чрезвычайно высокую пиковую мощность. Однако титан-сапфировые лазеры требуют накачки от некоторых лазеров зелёного света, что делает их более сложными и дорогими.
2. Существуют различные лазеры с диодной накачкой, основанные, например, на кристаллах, легированных иттербием (кристаллах или стекле) или хромом, в которых обычно используется пассивная синхронизация мод SESAM. Хотя длительность импульса лазеров с диодной накачкой не так мала, как у титан-сапфировых лазеров, лазеры с диодной накачкой могут охватывать широкий диапазон параметров по длительности импульса, частоте повторения импульсов и средней мощности (см. ниже).
3. Волоконные лазеры на основе стеклянных волокон, легированных редкоземельными элементами, также могут быть оснащены пассивной синхронизацией мод, например, с использованием нелинейного вращения поляризации или SESAM. Они имеют более ограниченные, чем объёмные лазеры, показатели средней мощности, особенно пиковой, но их можно легко комбинировать с волоконными усилителями. Более подробно об этом можно прочитать в статье о волоконных лазерах с синхронизацией мод.
(4) Диодные лазеры с синхронизацией мод могут быть как интегральными, так и диодными лазерами с внешним резонатором, и могут быть с активной, пассивной или смешанной синхронизацией мод. Как правило, 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.