Visión xeral dos láseres pulsados

Visión xeral deLáseres pulsados

O xeito máis directo de xerarláserOs pulsos son engadir un modulador ao exterior do láser continuo. Este método pode producir o pulso de picosegundo máis rápido, aínda que sinxelo, pero os residuos de enerxía lixeiros e a potencia máxima non poden exceder a potencia de luz continua. Polo tanto, un xeito máis eficiente de xerar pulsos láser é modular na cavidade láser, almacenar enerxía a tempo fóra do tren de pulso e liberalo á hora. As catro técnicas comúns utilizadas para xerar pulsos mediante a modulación da cavidade láser son a conmutación de ganancias, o conmutación Q (conmutación de perdas), o baleirado da cavidade e o bloqueo de modo.

O interruptor de ganancia xera pulsos curtos modulando a potencia da bomba. Por exemplo, os láseres con conmutación de semicondutores poden xerar pulsos desde algúns nanosegundos ata cen picosegundos mediante a modulación actual. Aínda que a enerxía do pulso é baixa, este método é moi flexible, como proporcionar frecuencia de repetición axustable e ancho de pulso. En 2018, investigadores da Universidade de Tokio informaron dun láser semiconductor con conmutación feminina, que representaba un avance nun pescozo técnico de 40 anos.

Os fortes pulsos nanosegundos son xeralmente xerados por láseres con conmutación Q, que se emiten en varias viaxes redondas na cavidade, e a enerxía do pulso está no rango de varios milijoules a varios joules, dependendo do tamaño do sistema. A enerxía media (xeralmente por baixo de 1 μj) os pulsos de picosegundos e femtosegundos son xerados principalmente por láseres bloqueados ao modo. Hai un ou varios pulsos de ultrashort no resonador láser que ciclan continuamente. Cada pulso de intracavidade transmite un pulso a través do espello de acoplamiento de saída, e a reforzo está xeralmente entre 10 MHz e 100 GHz. A figura seguinte mostra unha dispersión totalmente normal (Andi) Disipative Soliton Femtosegundodispositivo láser de fibra, a maioría dos cales pódense construír usando compoñentes estándar de Thorlabs (fibra, lente, montaxe e táboa de desprazamento).

Pódese empregar a técnica de baleirado da cavidade paraLáseres conmutados por Q.Para obter pulsos máis curtos e láseres bloqueados ao modo para aumentar a enerxía do pulso con menor reecuencia.

Pulsos de dominio e dominio de frecuencia
A forma lineal do pulso co tempo é xeralmente relativamente sinxela e pode ser expresada por funcións gaussian e Sech². O tempo de pulso (tamén coñecido como ancho de pulso) é máis comúnmente expresado polo valor de media altura (FWHM), é dicir, o ancho no que a potencia óptica é polo menos a metade da potencia máxima; O láser con conmutación Q xera pulsos curtos de nanosegundos a través
Os láseres bloqueados ao modo producen pulsos ultra-short (USP) na orde de decenas de picosegundos a femtosegundos. A electrónica de alta velocidade só pode medir ata decenas de picosegundos, e os pulsos máis curtos só se poden medir con tecnoloxías puramente ópticas como autocorreladores, sapo e araña. Aínda que os pulsos nanosegundos ou máis longos dificilmente cambian o ancho do pulso mentres viaxan, incluso a longas distancias, os pulsos ultra-curtos poden verse afectados por varios factores:

A dispersión pode producir un gran pulso ampliado, pero pódese volver a volver a ser a dispersión oposta. O seguinte diagrama mostra como o compresor de pulso de femtosegundo Thorlabs compensa a dispersión do microscopio.

A non linealidade xeralmente non afecta directamente o ancho do pulso, pero amplía o ancho de banda, facendo que o pulso sexa máis susceptible á dispersión durante a propagación. Calquera tipo de fibra, incluídos outros medios de ganancia con ancho de banda limitado, pode afectar a forma do ancho de banda ou o pulso ultra-curto, e unha diminución do ancho de banda pode levar a un ensanchamento no tempo; Tamén hai casos en que o ancho do pulso do pulso fortemente chispado faise máis curto cando o espectro se fai máis estreito.