Oersjoch fanpulsearre lasers
De meast direkte manier om te generearjenlaserpulsen is om in modulator ta te foegjen oan 'e bûtenkant fan' e trochgeande laser. Dizze metoade kin de rapste pikosekondepuls produsearje, hoewol ienfâldich, mar fergriemde ljochtenerzjy en pykfermogen kinne it trochgeande ljochtfermogen net oerskriuwe. Dêrom is in effisjintere manier om laserpulsen te generearjen om te modulearjen yn 'e laserholte, enerzjy op te slaan op 'e off-tiid fan' e pulstrein en it frij te jaan op 'e on-tiid. De fjouwer mienskiplike techniken dy't brûkt wurde om pulsen te generearjen fia laserholtemodulaasje binne gain switching, Q-switching (ferlieswikseling), holte-leegjen en modus-locking.
De fersterkingsskeakel genereart koarte pulsen troch it modulearjen fan it pompfermogen. Bygelyks, healgeleiderfersterkingsskeakele lasers kinne pulsen generearje fan in pear nanosekonden oant hûndert pikosekonden troch stroommodulaasje. Hoewol de pulsenerzjy leech is, is dizze metoade tige fleksibel, lykas it leverjen fan ferstelbere werhellingsfrekwinsje en pulsbreedte. Yn 2018 rapportearren ûndersikers oan 'e Universiteit fan Tokio in femtosekonde fersterkingsskeakele healgeleiderlaser, dy't in trochbraak fertsjintwurdige yn in 40 jier âlde technyske knelpunt.
Sterke nanosekondepulsen wurde oer it algemien generearre troch Q-skeakele lasers, dy't yn ferskate rûne reizen yn 'e holte útstjoerd wurde, en de pulsenerzjy leit yn it berik fan ferskate millijoules oant ferskate joules, ôfhinklik fan 'e grutte fan it systeem. Middelgrutte enerzjy (oer it algemien ûnder 1 μJ) picosekonde- en femtosekondepulsen wurde benammen generearre troch modus-locked lasers. Der binne ien of mear ultrakoarte pulsen yn 'e laserresonator dy't kontinu syklusearje. Elke intrakavitypuls stjoert in puls troch de útfierkoppelingspegel, en de refrekwinsje leit oer it algemien tusken 10 MHz en 100 GHz. De ûndersteande figuer lit in folslein normale dissipaasje (ANDi) dissipative soliton femtosekonde sjen.glêstriedlaserapparaat, wêrfan de measten boud wurde kinne mei standertkomponinten fan Thorlabs (glêsfezel, lens, montering en ferpleatsingstabel).
De technyk foar it leechmeitsjen fan de holte kin brûkt wurde foarQ-skeakele lasersom koartere pulsen te krijen en modus-locked lasers om pulsenerzjy te ferheegjen mei legere refrekwinsje.
Pulsen yn it tiiddomein en frekwinsjedomein
De lineêre foarm fan 'e puls mei de tiid is oer it algemien relatyf ienfâldich en kin útdrukt wurde troch Gaussyske en sech²-funksjes. Pulstiid (ek wol bekend as pulsbreedte) wurdt meast útdrukt troch de healheichtebreedte (FWHM)-wearde, dat is de breedte wêroer't it optyske fermogen teminsten de helte fan it pykfermogen is; Q-skeakele laser genereart koarte nanosekondepulsen troch
Modus-beskoattele lasers produsearje ultrakoarte pulsen (USP) yn 'e oarder fan tsientallen pikosekonden oant femtosekonden. Hege-snelheidselektroanika kin mar oant tsientallen pikosekonden mjitte, en koartere pulsen kinne allinich metten wurde mei suver optyske technologyen lykas autokorrelators, FROG en SPIDER. Wylst nanosekonden of langere pulsen har pulsbreedte amper feroarje as se reizgje, sels oer lange ôfstannen, kinne ultrakoarte pulsen beynfloede wurde troch in ferskaat oan faktoaren:
Fersprieding kin resultearje yn in grutte pulsferbreding, mar kin opnij komprimearre wurde mei de tsjinoerstelde fersprieding. It folgjende diagram lit sjen hoe't de Thorlabs femtosekonde pulskompressor kompensearret foar mikroskoopfersprieding.
Net-lineariteit hat oer it algemien gjin direkt ynfloed op de pulsbreedte, mar it ferbreedt de bânbreedte, wêrtroch't de puls gefoeliger wurdt foar fersprieding tidens fuortplanting. Elk type glêstried, ynklusyf oare fersterkingsmedia mei beheinde bânbreedte, kin de foarm fan 'e bânbreedte of ultra-koarte puls beynfloedzje, en in ôfname fan bânbreedte kin liede ta in ferbreding yn 'e tiid; Der binne ek gefallen wêrby't de pulsbreedte fan 'e sterk tsjirpende puls koarter wurdt as it spektrum smeller wurdt.
Pleatsingstiid: 5 febrewaris 2024