A. Het concept van ultrasnelle lasers
Ultrasnelle lasers verwijzen meestal naar mode-locked lasers die ultrakorte pulsen uitzenden, bijvoorbeeld pulsen met een duur van een femtoseconde of picoseconde. Een nauwkeurigere benaming zou ultrakortepulslaser zijn. Ultrakortepulslasers zijn vrijwel mode-locked lasers, maar het gain switching-effect kan ook ultrakorte pulsen produceren.
B. Het type ultrasnelle laser
1. Titaan-saffierlasers, meestal mode-locked met een Kerr-lens, kunnen pulsen produceren met een duur van slechts ongeveer 5 fs. Hun gemiddelde uitgangsvermogen bedraagt doorgaans een paar honderd milliwatt, met pulsherhalingsfrequenties van bijvoorbeeld 80 MHz en tientallen femtoseconden of minder, en pulsduur van tientallen femtoseconden of minder, wat resulteert in een extreem hoog piekvermogen. Titaan-saffierlasers vereisen echter pomplicht van een groene laser, waardoor ze complexer en duurder zijn.
2. Er bestaan diverse diodegepompte lasers, bijvoorbeeld gebaseerd op met ytterbium gedoteerde (kristal of glas) of met chroom gedoteerde laserkristallen, die doorgaans gebruikmaken van passieve SESAM-modelocking. Hoewel de pulsduur van diodegepompte lasers niet zo kort is als die van titanium-saffierlasers, kunnen diodegepompte lasers een breed parameterbereik bestrijken wat betreft pulsduur, pulsherhalingsfrequentie en gemiddeld vermogen (zie hieronder).
3. Vezellasers op basis van glasvezels gedoteerd met zeldzame aardmetalen kunnen ook passief mode-locked worden, bijvoorbeeld met behulp van niet-lineaire polarisatierotatie of SESAM. Ze zijn beperkter dan bulklasers wat betreft gemiddeld vermogen, met name piekvermogen, maar kunnen gemakkelijk worden gecombineerd met vezelversterkers. Het artikel over mode-locked vezellasers geeft hier meer details over.
(4) Mode-locked diodelasers kunnen integrale apparaten of diodelasers met een externe caviteit zijn, en kunnen actief, passief of gemengd mode-locked zijn. Typisch werken mode-locked diodelasers met een hoge pulsherhalingsfrequentie (enkele duizenden megahertz) bij een matige pulsenergie.
Ultrasnelle laseroscillatoren kunnen deel uitmaken van ultrasnelle lasersystemen, die ook een ultrasnelle versterker (zoals een glasvezelversterker) kunnen bevatten om het piekvermogen en het gemiddelde uitgangsvermogen te verhogen.
Geplaatst op: 20 juni 2023