Yleiskatsaus jstksykkivät laserit
Suorin tapa tuottaalaserPulssien on lisättävä modulaattori jatkuvan laserin ulkopuolelle. Tämä menetelmä voi tuottaa nopeimman pikosekunnin pulssin, vaikkakin yksinkertainen, mutta jätevaloenergia ja huipputeho eivät voi ylittää jatkuvaa valotehoa. Siksi tehokkaampi tapa tuottaa laserpulsseja on moduloida laserontelossa, säilyttää energiaa pulssijunan päättymiselle ja vapauttaa se oikea-aikaisella. Neljä yleistä tekniikkaa, joita käytetään pulssien tuottamiseen laser-ontelon modulaation avulla, ovat vahvistuskytkentä, q-kytkentä (häviökytkentä), ontelon tyhjentäminen ja moodin lukitus.
Vahvistuskytkin tuottaa lyhyitä pulsseja moduloimalla pumpun tehoa. Esimerkiksi puolijohdevahvistuksen kytkettyjä lasereita voi tuottaa pulsseja muutamasta nanosekunnasta sataan pikosekuntia nykyisellä modulaatiolla. Vaikka pulssienergia on alhainen, tämä menetelmä on erittäin joustava, kuten säädettävän toistotaajuuden ja pulssin leveyden tarjoaminen. Vuonna 2018 Tokion yliopiston tutkijat ilmoittivat femtosekunnin kytkennän puolijohdelaserin, joka edustaa läpimurtoa 40-vuotisessa teknisessä pullonkaulassa.
Vahvat nanosekunnin pulssit generoivat yleensä Q-kytkettyjen laserien avulla, jotka säteilevät useissa onkaloissa, ja pulssienergia on useiden millijoulien välillä useisiin jouleihin järjestelmän koosta riippuen. Keskimääräinen energia (yleensä alle 1 μJ) pikosekunnin ja femtosekunnin pulssit syntyvät pääasiassa moodin lukituilla lasereilla. Laserresonaattorissa on yksi tai useampi ultrashort -pulssi, joka kiertää jatkuvasti. Jokainen intraktaatiopulssi lähettää pulssin lähtökytkentäpeilin läpi, ja refrequency on yleensä välillä 10 MHz - 100 GHz. Alla olevassa kuvassa on täysin normaali dispersio (Andi) hajoava soliton femtosekunninkuitulaserlaite, joista suurin osa voidaan rakentaa käyttämällä Thorlabs -standardikomponentteja (kuitu, linssi, kiinnitys ja siirtymätaulukko).
Ontelon tyhjennystekniikkaa voidaan käyttääQ-kytkettyjä lasereitaLyhyempien pulssien ja moodin lukittujen laserien saamiseksi pulssienergian lisäämiseksi pienemmällä refrequenssilla.
Aika -alue- ja taajuusalueiden pulssit
Pulssin lineaarinen muoto on yleensä suhteellisen yksinkertainen, ja Gaussin ja Sech²: n toiminnot voivat ilmaista sen. Pulssiaika (joka tunnetaan myös nimellä pulssin leveys) ilmaistaan yleisimmin puolikorkeuden leveyden (FWHM) arvolla, ts. Leveys, jonka läpi optinen teho on vähintään puolet huipputehosta; Q-kytketty laser tuottaa nanosekunnin lyhyitä pulsseja läpi
Tilo-lukitut laserit tuottavat erittäin lyhyitä pulsseja (USP) kymmenien pikosekuntien luokkaa femtosekuntiin. Nopea elektroniikka voi mitata vain kymmeniä pikosekunteja, ja lyhyemmät pulssit voidaan mitata vain puhtaasti optisella tekniikalla, kuten autokorrelaattorit, sammakko ja hämähäkki. Vaikka nanosekunnin tai pidemmät pulssit tuskin muuttavat pulssin leveyttä matkustaessaan, jopa pitkien matkojen yli, ultra-lyhyitä pulsseja voi vaikuttaa moniin tekijöihin:
Dispersio voi johtaa suureen pulssin laajenemiseen, mutta se voidaan kompressoida vastakkaisella dispersiolla. Seuraava kaavio osoittaa, kuinka Thorlabs femtosekunnin pulssikompressori kompensoi mikroskoopin dispersion.
Epälineaarisuus ei yleensä vaikuta suoraan pulssin leveyteen, mutta se laajentaa kaistanleveyttä, mikä tekee pulssista alttiimpia leviämiselle etenemisen aikana. Mikä tahansa kuitu, mukaan lukien muut vahvistusväliaineet, joilla on rajoitettu kaistanleveys, voivat vaikuttaa kaistanleveyden tai erittäin lyhyen pulssin muotoon, ja kaistanleveyden väheneminen voi johtaa ajan myötä laajentumiseen; On myös tapauksia, joissa voimakkaasti sirutetun pulssin pulssin leveys lyhenee, kun spektri kapenee.
Viestin aika: helmikuu 05-2024