Përmbledhje e lazerëve të pulsuar

Përmbledhje elazerë të pulsuar

Mënyra më e drejtpërdrejtë për të gjeneruarlazerpulset është shtimi i një modulatori në pjesën e jashtme të lazerit të vazhdueshëm. Kjo metodë mund të prodhojë pulsin më të shpejtë pikosekondash, megjithëse e thjeshtë, por humbet energji të dritës dhe fuqia maksimale nuk mund të kalojë fuqinë e vazhdueshme të dritës. Prandaj, një mënyrë më efikase për të gjeneruar pulse lazeri është modulimi në zgavrën e lazerit, duke ruajtur energji në kohën e fikjes së trenit të pulseve dhe duke e lëshuar atë në kohën e aktivizimit. Katër teknikat e zakonshme të përdorura për të gjeneruar pulse përmes modulimit të zgavrës së lazerit janë ndërrimi i fitimit, ndërrimi Q (ndërrimi i humbjeve), zbrazja e zgavrës dhe bllokimi i modalitetit.

Ndërprerësi i fitimit gjeneron impulse të shkurtra duke moduluar fuqinë e pompës. Për shembull, lazerët gjysmëpërçues me ndërrim fitimi mund të gjenerojnë impulse nga disa nanosekonda deri në njëqind pikosekonda me anë të modulimit të rrymës. Edhe pse energjia e pulsit është e ulët, kjo metodë është shumë fleksibile, siç është sigurimi i frekuencës së përsëritjes dhe gjerësisë së pulsit të rregullueshme. Në vitin 2018, studiuesit në Universitetin e Tokios raportuan një lazer gjysmëpërçues me ndërrim fitimi femtosekondë, që përfaqëson një përparim në një pengesë teknike 40-vjeçare.

Pulset e forta nanosekondash gjenerohen përgjithësisht nga lazerë me ndërrim Q, të cilët emetohen në disa udhëtime vajtje-ardhje në zgavër, dhe energjia e pulsit është në rangun e disa milixhaulëve deri në disa xhaulëve, varësisht nga madhësia e sistemit. Pulset pikosekondash dhe femtosekondash me energji mesatare (zakonisht nën 1 μJ) gjenerohen kryesisht nga lazerë të bllokuar sipas modalitetit. Në rezonatorin e lazerit ka një ose më shumë pulse ultra të shkurtra që ciklojnë vazhdimisht. Çdo puls brenda zgavrës transmeton një puls përmes pasqyrës së çiftëzimit të daljes, dhe rifrekuenca është përgjithësisht midis 10 MHz dhe 100 GHz. Figura më poshtë tregon një femtosekondë solitoni shpërndarës plotësisht normal (ANDi).pajisje lazeri me fibra, shumica e të cilave mund të ndërtohen duke përdorur komponentët standardë të Thorlabs (fibra, lente, montim dhe tabelë zhvendosjeje).

Teknika e zbrazjes së zgavrës mund të përdoret përLazerë me ndërrim Qpër të marrë pulse më të shkurtra dhe lazerë të bllokuar në modalitet për të rritur energjinë e pulsit me rifrekkuencë më të ulët.

Pulset në domenin kohor dhe domenin e frekuencës
Forma lineare e pulsit me kohën është përgjithësisht relativisht e thjeshtë dhe mund të shprehet me anë të funksioneve Gaussiane dhe sech². Koha e pulsit (e njohur edhe si gjerësia e pulsit) shprehet më së shpeshti me vlerën e gjerësisë gjysmë-lartësie (FWHM), domethënë gjerësia në të cilën fuqia optike është të paktën gjysma e fuqisë maksimale; lazeri me ndërrim Q gjeneron pulse të shkurtra nanosekondash përmes
Lazerët me modalitet të bllokuar prodhojnë impulse ultra të shkurtra (USP) në rendin e dhjetëra pikosekondave deri në femtosekonda. Elektronika me shpejtësi të lartë mund të matë vetëm deri në dhjetëra pikosekonda, dhe impulset më të shkurtra mund të maten vetëm me teknologji thjesht optike siç janë autokorrelatorët, FROG dhe SPIDER. Ndërsa impulset nanosekonda ose më të gjata mezi e ndryshojnë gjerësinë e impulsit të tyre ndërsa udhëtojnë, madje edhe në distanca të gjata, impulset ultra të shkurtra mund të ndikohen nga një sërë faktorësh:

Dispersioni mund të rezultojë në një zgjerim të madh të pulsit, por mund të rikompresohet me dispersionin e kundërt. Diagrami i mëposhtëm tregon se si kompresori i pulsit femtosekondë Thorlabs kompenson dispersionin e mikroskopit.

Jolineariteti në përgjithësi nuk ndikon drejtpërdrejt në gjerësinë e pulsit, por zgjeron gjerësinë e brezit, duke e bërë pulsin më të ndjeshëm ndaj shpërndarjes gjatë përhapjes. Çdo lloj fibre, duke përfshirë media të tjera fitimi me gjerësi të kufizuar të brezit, mund të ndikojë në formën e gjerësisë së brezit ose pulsit ultra të shkurtër, dhe një rënie në gjerësinë e brezit mund të çojë në një zgjerim në kohë; Ka gjithashtu raste kur gjerësia e pulsit të pulsit me cicërimë të fortë bëhet më e shkurtër kur spektri bëhet më i ngushtë.