Visión xeral deláseres pulsados
O xeito máis directo de xerarláserpulsos é engadir un modulador ao exterior do láser continuo.Este método pode producir o pulso de picosegundo máis rápido, aínda que é sinxelo, pero o desperdicio de enerxía luminosa 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 do láser, almacenando enerxía no tempo de desactivación do tren de pulsos e liberándoa a tempo.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 de 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 ganancia de semicondutores poden xerar pulsos desde uns poucos nanosegundos ata cen picosegundos pola modulación de corrente.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 Toquio informaron dun láser de semicondutores con conmutación de ganancia de femtosegundo, que representa un avance nun pescozo de botella técnico de 40 anos.
Os láseres Q-switched xeran pulsos de nanosegundos fortes, que se emiten en varias viaxes de ida e volta na cavidade, e a enerxía do pulso está no rango de varios milijulios a varios joules, dependendo do tamaño do sistema.Os pulsos de picosegundos e femtosegundos de enerxía media (xeralmente por debaixo de 1 μJ) son xerados principalmente por láseres de modo bloqueado.Hai un ou máis pulsos ultracortos no resonador láser que cítanse continuamente.Cada pulso intracavidade transmite un pulso a través do espello de acoplamento de saída, e a frecuencia é xeralmente entre 10 MHz e 100 GHz.A seguinte figura mostra un femtosegundo de solitón disipativo de dispersión totalmente normal (ANDi).dispositivo láser de fibra, a maioría dos cales poden construírse utilizando compoñentes estándar de Thorlabs (fibra, lentes, montura e táboa de desprazamento).
Pódese utilizar a técnica de baleirado de cavidadesLáseres Q-switchedpara obter pulsos máis curtos e láseres de modo bloqueado para aumentar a enerxía do pulso cunha frecuencia máis baixa.
Dominio do tempo e pulsos do dominio da frecuencia
A forma lineal do pulso co tempo é xeralmente relativamente sinxela e pódese expresar mediante funcións gaussianas e sech².O tempo de pulso (tamén coñecido como ancho de pulso) exprésase máis habitualmente polo valor de ancho de media altura (FWHM), é dicir, o ancho a través do cal a potencia óptica é polo menos a metade da potencia de pico;O láser Q-switched xera pulsos curtos de nanosegundos
Os láseres de modo bloqueado producen pulsos ultracurtos (USP) da 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 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 producir un gran ensanchamento do pulso, pero pódese recomprimir coa dispersión oposta.O seguinte diagrama mostra como o compresor de pulsos 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, incluíndo outros medios de ganancia con ancho de banda limitado, pode afectar a forma do ancho de banda ou pulso ultracurto, e unha diminución do ancho de banda pode levar a un ensanche no tempo;Tamén hai casos nos que o ancho do pulso do pulso fortemente chirrido faise máis curto cando o espectro se fai máis estreito.
Hora de publicación: 05-02-2024