Visión xeral deláseres pulsados
A forma máis directa de xerarláserpulsos é engadir un modulador ao exterior do láser continuo. Este método pode producir o pulso de picosegundos máis rápido, aínda que sinxelo, pero a enerxía luminosa desperdiciada e a potencia máxima non poden superar a potencia luminosa continua. Polo tanto, unha forma máis eficiente de xerar pulsos láser é modular na cavidade láser, almacenando enerxía no tempo de desactivación do tren de pulsos e liberándoa no tempo de activación. As catro técnicas comúns utilizadas para xerar pulsos mediante a modulación da cavidade láser son a conmutación de ganancia, a conmutación Q (conmutación de perda), o baleirado da cavidade e o bloqueo de modo.
O interruptor de ganancia xera pulsos curtos modulando a potencia do bombeo. Por exemplo, os láseres semicondutores con conmutación de ganancia poden xerar pulsos desde uns poucos nanosegundos ata cen picosegundos mediante a modulación de corrente. Aínda que a enerxía do pulso é baixa, este método é moi flexible, xa que proporciona unha frecuencia de repetición e un ancho de pulso axustables. En 2018, investigadores da Universidade de Toquio informaron dun láser semicondutor con conmutación de ganancia de femtosegundos, o que representa un gran avance nun colo de botella técnico de 40 anos.
Os pulsos fortes de nanosegundos xéranse xeralmente mediante láseres de conmutación Q, que se emiten en varias viaxes de ida e volta na cavidade, e a enerxía do pulso está no rango de varios milijoules a varios joules, dependendo do tamaño do sistema. Os pulsos de picosegundos e femtosegundos de enerxía media (xeralmente inferior a 1 μJ) xéranse principalmente mediante láseres con modo bloqueado. Hai un ou máis pulsos ultracurtos no resonador láser que ciclan continuamente. Cada pulso intracavidade transmite un pulso a través do espello de acoplamento de saída, e a refrecuencia está xeralmente entre 10 MHz e 100 GHz. A figura seguinte mostra un femtosegundo disipativo de solitón de dispersión totalmente normal (ANDi).dispositivo láser de fibra, a maioría dos cales pódense construír empregando compoñentes estándar de Thorlabs (fibra, lente, montura e mesa de desprazamento).
A técnica de baleirado de cavidades pódese empregar paraLáseres con conmutación Qpara obter pulsos máis curtos e láseres con modo bloqueado para aumentar a enerxía do pulso cunha refrecuencia máis baixa.
Pulsos no dominio do tempo e no dominio da frecuencia
A forma lineal do pulso co tempo é xeralmente relativamente simple e pode expresarse mediante funcións gaussianas e sech². O tempo de pulso (tamén coñecido como ancho de pulso) exprésase máis comunmente polo valor do ancho de media altura (FWHM), é dicir, o ancho a través do cal a potencia óptica é polo menos a metade da potencia máxima; o láser de conmutación Q xera pulsos curtos de nanosegundos a través de
Os láseres con modo bloqueado producen pulsos ultracurtos (USP) da orde de decenas de picasegundos a femtosegundos. A electrónica de alta velocidade só pode medir ata decenas de picasegundos, e os pulsos máis curtos só se poden medir con tecnoloxías puramente ópticas como os autocorreladores, FROG e SPIDER. Aínda que os pulsos de nanosegundos ou máis longos apenas cambian a súa anchura de pulso mentres viaxan, mesmo a longas distancias, os pulsos ultracurtos poden verse afectados por unha variedade de factores:
A dispersión pode provocar un gran ensanchemento do pulso, pero pódese recomprimir coa dispersión oposta. O seguinte diagrama mostra como o compresor de pulsos de femtosegundos Thorlabs compensa a dispersión do microscopio.
A non linealidade xeralmente non afecta directamente á amplitude do pulso, pero amplía a amplitude de banda, facendo que o pulso sexa máis susceptible á dispersión durante a propagación. Calquera tipo de fibra, incluídos outros medios de ganancia con amplitude de banda limitada, pode afectar á forma da amplitude de banda ou ao pulso ultracurto, e unha diminución da amplitude de banda pode levar a unha ampliación no tempo; Tamén hai casos nos que a amplitude do pulso con chirridos fortes se fai máis curta cando o espectro se fai máis estreito.
Data de publicación: 05-02-2024