Шығарудың ең тікелей жолылазерИмпульстар үздіксіз лазердің сыртына модулятор қосу болып табылады. Бұл әдіс ең жылдам пикосекундтық импульсті шығара алады, бірақ қарапайым, бірақ жарық энергиясын және шың қуатын жоғалту үздіксіз жарық қуатынан асып кете алмайды. Сондықтан, лазер импульстарын генерациялаудың тиімдірек жолы - лазер қуысында модуляциялау, импульстік желінің өшірілген уақытында энергияны сақтау және оны қосу уақытында босату. Лазер қуысын модуляциялау арқылы импульстарды генерациялау үшін қолданылатын төрт кең таралған әдіс - күшейтуді ауыстыру, Q-коммутациясы (шығынды ауыстыру), қуысты босату және режимді құлыптау.
Күшейту қосқышы сорғы қуатын модуляциялау арқылы қысқа импульстарды тудырады. Мысалы, жартылай өткізгішті күшейту қосқышы бар лазерлер ток модуляциясы арқылы бірнеше наносекундтан жүз пикосекундқа дейін импульстарды тудыра алады. Импульс энергиясы төмен болғанымен, бұл әдіс өте икемді, мысалы, реттелетін қайталану жиілігі мен импульс енін қамтамасыз етеді. 2018 жылы Токио университетінің зерттеушілері 40 жылдық техникалық кедергідегі серпіліс болып табылатын фемтосекундты күшейту қосқышы бар жартылай өткізгіш лазер туралы хабарлады.
Күшті наносекундтық импульстар, әдетте, қуыста бірнеше айналыммен шығарылатын Q-коммутациялық лазерлермен жасалады, ал импульс энергиясы жүйенің өлшеміне байланысты бірнеше миллиджоульден бірнеше джоульге дейінгі диапазонда болады. Орташа энергиялы (әдетте 1 мкДж-ден төмен) пикосекундтық және фемтосекундтық импульстар негізінен режимді бұғатталған лазерлермен жасалады. Лазер резонаторында үздіксіз циклде жұмыс істейтін бір немесе бірнеше ультрақысқа импульстар бар. Әрбір қуыс ішіндегі импульс шығыс муфтасы айнасы арқылы импульс жібереді, ал қайталану жиілігі әдетте 10 МГц және 100 ГГц аралығында болады. Төмендегі суретте толық қалыпты дисперсиялы (ANDi) диссипативті солитон фемтосекунды көрсетілген.талшықты лазерлік құрылғы, олардың көпшілігін Thorlabs стандартты компоненттерін (талшық, линза, бекіту және ығыстыру үстелі) пайдаланып жасауға болады.
Қуысты босату әдісін келесі мақсаттарда қолдануға боладыQ-коммутацияланған лазерлеримпульс энергиясын төмен қайталану жиілігімен арттыру үшін қысқа импульстар мен режимді құлыптаған лазерлерді алу.
Уақыт аймағы және жиілік аймағы импульстері
Импульстің уақыт бойынша сызықтық пішіні әдетте салыстырмалы түрде қарапайым және Гаусс және sech² функцияларымен өрнектелуі мүмкін. Импульс уақыты (импульс ені деп те аталады) көбінесе жартылай биіктік ені (FWHM) мәнімен, яғни оптикалық қуат шың қуатының кем дегенде жартысына тең болатын енімен өрнектеледі; Q-коммутациясы бар лазер наносекундтық қысқа импульстарды генерациялайды
Режимді құлыптаулы лазерлер ондаған пикосекундтан фемтосекундқа дейінгі ультра қысқа импульстарды (USP) шығарады. Жоғары жылдамдықты электроника ондаған пикосекундқа дейін ғана өлшей алады, ал қысқа импульстарды тек автокорреляторлар, FROG және SPIDER сияқты таза оптикалық технологиялармен өлшеуге болады. Наносекундтық немесе одан ұзын импульстар тіпті ұзақ қашықтыққа қозғалған кезде импульс енін әрең өзгертсе де, ультра қысқа импульстарға әртүрлі факторлар әсер етуі мүмкін:
Дисперсия импульстің үлкен кеңеюіне әкелуі мүмкін, бірақ оны қарама-қарсы дисперсиямен қайта сығып алуға болады. Төмендегі диаграммада Thorlabs фемтосекундтық импульстік компрессорының микроскоптың дисперсиясын қалай өтейтіні көрсетілген.
Сызықтық еместік әдетте импульс еніне тікелей әсер етпейді, бірақ өткізу жолағын кеңейтеді, бұл импульстің таралу кезінде дисперсияға бейім болуына әкеледі. Кез келген талшық түрі, соның ішінде өткізу жолағы шектеулі басқа күшейту ортасы, өткізу жолағының немесе ультра қысқа импульстің пішініне әсер етуі мүмкін, ал өткізу жолағының төмендеуі уақыт өте келе кеңеюге әкелуі мүмкін; Сондай-ақ, спектр тарылған кезде қатты сықырлаған импульстің импульс ені қысқаратын жағдайлар да бар.
Жарияланған уақыты: 2024 жылғы 5 ақпан