Tipos de láser sintonizables

Os tipos deláser sintonizable

A aplicación dos láseres sintonizables pódese dividir xeralmente en dúas categorías principais: unha é cando os láseres de lonxitude de onda fixa dunha ou varias liñas non poden proporcionar a ou máis lonxitudes de onda discretas requiridas; outra categoría inclúe situacións nas queláserA lonxitude de onda debe axustarse continuamente durante os experimentos ou probas, como a espectroscopia e os experimentos de detección por bombeo.

Moitos tipos de láseres sintonizables poden xerar saídas de pulsos sintonizables de onda continua (CW), nanosegundos, picosegundos ou femtosegundos. As súas características de saída están determinadas polo medio de ganancia do láser utilizado. Un requisito básico para os láseres sintonizables é que poidan emitir láseres nunha ampla gama de lonxitudes de onda. Pódense usar compoñentes ópticos especiais para seleccionar lonxitudes de onda ou bandas de lonxitudes de onda específicas das bandas de emisión deláseres sintonizablesAquí presentarémosche varios láseres sintonizables comúns.

Láser de onda estacionaria CW sintonizable

Conceptualmente, o/aLáser CW sintonizableé a arquitectura láser máis simple. Este láser inclúe un espello de alta reflectividade, un medio de ganancia e un espello de acoplamento de saída (véxase a Figura 1) e pode proporcionar unha saída CW usando varios medios de ganancia láser. Para lograr a sintonización, é necesario seleccionar un medio de ganancia que poida cubrir o rango de lonxitudes de onda obxectivo.

2. Láser anular CW sintonizable

Os láseres de anel levan moito tempo utilizándose para conseguir unha saída CW sintonizable a través dun único modo lonxitudinal, cun ancho de banda espectral no rango dos quilohercios. De xeito similar aos láseres de onda estacionaria, os láseres de anel sintonizables tamén poden usar colorantes e zafiro de titanio como medios de ganancia. Os colorantes poden proporcionar un ancho de liña extremadamente estreito, inferior a 100 kHz, mentres que o zafiro de titanio ofrece un ancho de liña inferior a 30 kHz. O rango de sintonización do láser de colorante é de 550 a 760 nm, e o do láser de zafiro de titanio é de 680 a 1035 nm. As saídas de ambos os tipos de láseres pódense duplicar en frecuencia á banda UV.

3. Láser cuasicontinuo con bloqueo de modo

Para moitas aplicacións, definir con precisión as características temporais da saída do láser é máis importante que definir con precisión a enerxía. De feito, conseguir pulsos ópticos curtos require unha configuración da cavidade con moitos modos lonxitudinais que resoen simultaneamente. Cando estes modos lonxitudinais cíclicos teñen unha relación de fase fixa dentro da cavidade do láser, o láser estará bloqueado en modo. Isto permitirá que un único pulso oscile dentro da cavidade, co seu período definido pola lonxitude da cavidade do láser. O bloqueo activo de modo pódese conseguir usando unmodulador acústico-óptico(AOM), ou o bloqueo de modo pasivo, pódese realizar mediante unha lente de Kerr.

4. Láser de iterbio ultrarrápido

Aínda que os láseres de titanio e zafiro teñen unha ampla practicidade, algúns experimentos de imaxe biolóxica requiren lonxitudes de onda máis longas. Un proceso típico de absorción de dous fotóns é excitado por fotóns cunha lonxitude de onda de 900 nm. Dado que as lonxitudes de onda máis longas significan menos dispersión, as lonxitudes de onda de excitación máis longas poden impulsar de forma máis eficaz os experimentos biolóxicos que requiren unha profundidade de imaxe máis profunda.

Hoxe en día, os láseres sintonizables aplicáronse en moitos campos importantes, que van dende a investigación científica básica ata a fabricación de láseres e as ciencias da vida e da saúde. A gama de tecnoloxías dispoñibles na actualidade é moi ampla, comezando desde sistemas sintonizables CW sinxelos, cuxo ancho de liña estreito pode empregarse para espectroscopia de alta resolución, captura molecular e atómica e experimentos de óptica cuántica, proporcionando información clave para os investigadores modernos. Os fabricantes de láseres actuais ofrecen solucións integrales, proporcionando unha saída láser que abrangue máis de 300 nm dentro do rango de enerxía de nanojulios. Os sistemas máis complexos abarcan un impresionante rango espectral amplo de 200 a 20.000 nm nos rangos de enerxía de microjoules e milijoules.