Oversigt overpulserede lasere
Den mest direkte måde at generere pålaserpulser er at tilføje en modulator til ydersiden af den kontinuerlige laser. Denne metode kan producere den hurtigste picosekund -puls, skønt enkel, men affaldslysenergi og spidsstyrke ikke kan overstige kontinuerlig lyskraft. Derfor er en mere effektiv måde at generere laserimpulser at modulere i laserhulen, opbevare energi ved off-time af pulstoget og frigive det på til tiden. De fire almindelige teknikker, der bruges til at generere pulser gennem laserhulrumsmodulering, er at vinde skift, Q-switching (tabsskift), hulrum tømning og tilstandslåsning.
Gain Switch genererer korte pulser ved at modulere pumpekraften. F.eks. Kan halvledergevinklede lasere generere pulser fra et par nanosekunder til hundrede picosekunder ved hjælp af den aktuelle modulation. Selvom pulsenergien er lav, er denne metode meget fleksibel, såsom at tilvejebringe justerbar gentagelsesfrekvens og pulsbredde. I 2018 rapporterede forskere ved University of Tokyo en femtosekund gevinst-switched halvlederlaser, der repræsenterede et gennembrud i en 40-årig teknisk flaskehals.
Stærke nanosekundimpulser genereres generelt af Q-switchede lasere, der udsendes i flere runde ture i hulrummet, og pulsenergien ligger i området for flere millijoules til flere Joules, afhængigt af systemets størrelse. Medium energi (generelt under 1 μJ) picosekund og femtosekund pulser genereres hovedsageligt af mode-låste lasere. Der er en eller flere Ultrashort -pulser i laserresonatoren, der cykler kontinuerligt. Hver intracavitetspuls transmitterer en puls gennem output -koblingsspejlet, og referekvens er generelt mellem 10 MHz og 100 GHz. Figuren nedenfor viser en fuldt normal spredning (Andi) dissipativ soliton femtosekundFiberlaserenhed, hvoraf de fleste kan bygges ved hjælp af Thorlabs standardkomponenter (fiber, linse, montering og forskydningstabel).
Tømningsteknik til hulrum kan bruges tilQ-switched lasereFor at opnå kortere pulser og tilstandslåste lasere for at øge pulsenergien med lavere referekvens.
Tidsdomæne og frekvensdomæneimpulser
Den lineære form af pulsen med tiden er generelt relativt enkel og kan udtrykkes af gaussiske og sech² -funktioner. Pulstid (også kendt som pulsbredde) udtrykkes oftest ved halvhøjdebredde (FWHM) -værdien, dvs. bredden, som den optiske effekt er mindst halvdelen af spidsen; Q-switched laser genererer nanosekund korte pulser igennem
Tilstandslåste lasere producerer ultra-short-pulser (USP) i rækkefølgen af titusinder af picosekunder til femtosekunder. Højhastighedselektronik kan kun måle sig op til titusinder af picosekunder, og kortere pulser kan kun måles med rent optiske teknologier såsom autokorrelatorer, frø og edderkop. Mens nanosekund eller længere pulser næppe ændrer deres pulsbredde, når de rejser, selv over lange afstande, kan ultra-short-pulser påvirkes af en række faktorer:
Spredning kan resultere i en stor pulsudvidelse, men kan anbefales med den modsatte spredning. Følgende diagram viser, hvordan Thorlabs femtosekund pulskompressor kompenserer for mikroskopdispersion.
Ikke -linearitet påvirker generelt ikke direkte pulsbredden, men den udvides båndbredden, hvilket gør pulsen mere modtagelig for spredning under forplantning. Enhver form for fiber, inklusive andre gevinstmedier med begrænset båndbredde, kan påvirke formen på båndbredden eller ultra-short puls, og et fald i båndbredde kan føre til en udvidelse i tiden; Der er også tilfælde, hvor pulsbredden af den stærkt kvitrede puls bliver kortere, når spektret bliver smalere.
Posttid: Feb-05-2024