Que é un láser ultrarrápido

A. O concepto de láseres ultrarrápidos

Os láseres ultrarrápidos adoitan referirse a láseres bloqueados en modo utilizados para emitir pulsos ultracurtos, por exemplo, pulsos de duración de femtosegundo ou picosegundos. Un nome máis preciso sería láser de pulso ultracorto. Os láseres de pulso ultracurto son láseres case bloqueados en modo, pero o efecto de conmutación de ganancia tamén pode producir pulsos ultracurtos.

B. O tipo de láser ultrarrápido

1. Os láseres Ti-sapphire, normalmente bloqueados no modo de lente Kerr, poden producir pulsos de tan breves 5 fs de duración. A súa potencia de saída media adoita ser duns centos de milivatios, con taxas de repetición de pulsos de, por exemplo, 80 MHz e decenas de femtosegundos ou menos, e duracións de pulsos de decenas de femtosegundos ou menos, o que resulta nunha potencia máxima extremadamente alta. Pero os láseres de titanio e zafiro requiren bombear luz dalgúns láseres de luz verde, o que os fai máis complexos e caros.

2. Existen varios láseres bombeados con díodos baseados, por exemplo, en cristais dopados con iterbio (cristal ou vidro) ou con cromo, que adoitan empregar o bloqueo de modo pasivo SESAM. Aínda que a duración do pulso dos láseres bombeados con díodos non é tan curta como a dos láseres de titanio e zafiro, os láseres bombeados con díodos poden cubrir unha ampla rexión de parámetros en termos de duración do pulso, frecuencia de repetición do pulso e potencia media (ver a continuación) .

3. Os láseres de fibra baseados en fibras de vidro dopadas con elementos de terras raras tamén se poden bloquear de forma pasiva, por exemplo, mediante a rotación de polarización non lineal ou SESAM. Son máis limitados que os láseres a granel en canto a potencia media, especialmente a potencia máxima, pero pódense combinar convenientemente con amplificadores de fibra. O artigo sobre láseres de fibra con bloqueo de modo ofrece máis detalles.

(4) Os láseres de díodo de modo bloqueado poden ser dispositivos integrais ou láseres de díodo de cavidade externa e poden ser activos, pasivos ou mixtos. Normalmente, os láseres de díodo con bloqueo de modo funcionan a unha taxa de repetición de pulso alta (varios miles de megahercios) cunha enerxía de pulso moderada.

Os osciladores láser ultrarrápidos poden formar parte dos sistemas láser ultrarrápidos, que tamén poden incluír un amplificador ultrarrápido (como un amplificador de fibra óptica) para aumentar a potencia máxima e a potencia de saída media.