Overzicht vangepulseerde lasers
De meest directe manier om te genererenlaserPulsen is om een modulator aan de buitenkant van de continue laser toe te voegen. Deze methode kan de snelste picoseconde -puls produceren, hoewel eenvoudig, maar afvallichtergie en piekvermogen mag het continu lichtvermogen niet overschrijden. Daarom is een efficiëntere manier om laserpulsen te genereren door te moduleren in de laserholte, energie op te slaan bij het off-time van de pulstrein en deze op tijd vrij te geven. De vier gemeenschappelijke technieken die worden gebruikt om pulsen te genereren door middel van laserholtemodulatie zijn versterkingsomschakeling, q-switching (verliesschakelen), holtegaten en modusvergrendeling.
De versterkingsschakelaar genereert korte pulsen door het pompvermogen te moduleren. Semiconductor-winst-schakel lasers kunnen bijvoorbeeld pulsen genereren van enkele nanoseconden tot honderd picoseconden door huidige modulatie. Hoewel de pulsenergie laag is, is deze methode zeer flexibel, zoals het bieden van instelbare herhalingsfrequentie en pulsbreedte. In 2018 rapporteerden onderzoekers van de Universiteit van Tokyo een femtoseconde winst-schakel met halfgeleiderlaser, wat een doorbraak vertegenwoordigt in een 40-jarig technisch knelpunt.
Sterke nanoseconde-pulsen worden in het algemeen gegenereerd door Q-geschakelde lasers, die worden uitgestoten in verschillende ronde reizen in de holte, en de pulsenergie ligt in het bereik van verschillende Milijoules tot verschillende joules, afhankelijk van de grootte van het systeem. Gemiddelde energie (in het algemeen onder 1 μJ) picoseconde en femtoseconde pulsen worden voornamelijk gegenereerd door modus-las-lasers. Er zijn een of meer ultrashortpulsen in de laserresonator die continu fietsen. Elke intracavity -puls geeft een puls door de uitgangskoppelingspiegel en de refrequentie ligt in het algemeen tussen 10 MHz en 100 GHz. De onderstaande figuur toont een volledig normale dispersie (Andi) dissipatieve soliton femtosecondeVezellaserapparaat, waarvan de meeste kunnen worden gebouwd met behulp van Thorlabs Standard Componenten (vezels, lens, mount en verplaatsingstabel).
Holte -legende techniek kan worden gebruiktQ-geschakelde lasersOm kortere pulsen en modus-vergrendelde lasers te verkrijgen om de pulsenergie te vergroten met lagere refrequentie.
Tijddomein en frequentiedomeinpulsen
De lineaire vorm van de puls met de tijd is over het algemeen relatief eenvoudig en kan worden uitgedrukt door Gaussiaanse en SECH² -functies. Pulstijd (ook bekend als pulsbreedte) wordt meestal uitgedrukt door de waarde van de halve hoogte (FWHM), dat wil zeggen de breedte waarover het optische vermogen ten minste de helft van het piekvermogen is; Q-switched laser genereert door nanoseconde korte pulsen
Modus vergrendelde lasers produceren ultra-korte pulsen (USP) in de volgorde van tientallen picoseconden voor femtoseconden. Snelle elektronica kan alleen tot tientallen picoseconden meten, en kortere pulsen kunnen alleen worden gemeten met puur optische technologieën zoals autocorrelatoren, kikker en spin. Hoewel nanoseconde of langere pulsen hun pulsbreedte nauwelijks veranderen terwijl ze reizen, zelfs over lange afstanden, kunnen ultrakorte pulsen worden beïnvloed door verschillende factoren:
Dispersie kan resulteren in een grote pulsverbreding, maar kan opnieuw worden gecomprimeerd met de tegenovergestelde dispersie. Het volgende diagram laat zien hoe de thorlabs femtoseconde pulscompressor compenseert voor microscoopdispersie.
Niet -lineariteit heeft in het algemeen niet direct invloed op de pulsbreedte, maar het verbreedt de bandbreedte, waardoor de pols gevoeliger wordt voor dispersie tijdens de voortplanting. Elk type vezel, inclusief andere versterkingsmedia met beperkte bandbreedte, kan de vorm van de bandbreedte of ultra-short puls beïnvloeden, en een afname van bandbreedte kan leiden tot een verbreding in de tijd; Er zijn ook gevallen waarin de pulsbreedte van de sterk gesnirpte puls korter wordt wanneer het spectrum smaller wordt.
Posttijd: februari-05-2024