Pasqyrë e lazerëve pulsues

Pasqyrë elazer pulsues

Mënyra më e drejtpërdrejtë për të gjeneruarlazerpulses është për të shtuar një modulator në pjesën e jashtme të lazerit të vazhdueshëm. Kjo metodë mund të prodhojë pulsin më të shpejtë të pikosekondës, megjithëse i thjeshtë, por energjia e humbur e dritës dhe fuqia maksimale nuk mund të kalojë fuqinë e vazhdueshme të dritës. Prandaj, një mënyrë më efikase për të gjeneruar impulse lazer është të moduloni në zgavrën e lazerit, duke ruajtur energjinë në kohën e ndërprerjes së pulsit dhe duke e lëshuar atë në kohën e duhur. Katër teknikat e zakonshme të përdorura për të gjeneruar impulse nëpërmjet modulimit të zgavrës me lazer janë ndërrimi i fitimit, ndërrimi Q (ndërrimi i humbjes), zbrazja e kavitetit dhe mbyllja e modalitetit.

Ndërprerësi i fitimit gjeneron impulse të shkurtra duke moduluar fuqinë e pompës. Për shembull, lazerët me ndërprerje të fitimit gjysmëpërçues mund të gjenerojnë impulse nga disa nanosekonda në njëqind pikosekonda nga modulimi aktual. Megjithëse energjia e pulsit është e ulët, kjo metodë është shumë fleksibël, si p.sh. siguron frekuencë të rregullueshme të përsëritjes dhe gjerësinë e pulsit. Në vitin 2018, studiuesit në Universitetin e Tokios raportuan një lazer gjysmëpërçues me ndërprerje femtosekondi, që përfaqëson një përparim në një pengesë teknike 40-vjeçare.

Impulset e forta nanosekonda gjenerohen përgjithësisht nga lazerët me ndërprerje Q, të cilët emetohen në disa udhëtime vajtje-ardhje në zgavër, dhe energjia e pulsit është në intervalin nga disa milixhaule deri në disa xhaule, në varësi të madhësisë së sistemit. Energjia mesatare (përgjithësisht nën 1 μJ) impulset pikosekonda dhe femtosekonda gjenerohen kryesisht nga lazerët e bllokuar në modalitet. Ka një ose më shumë impulse ultrashort në rezonatorin lazer që qarkullojnë vazhdimisht. Çdo impuls intrakaviteti transmeton një puls përmes pasqyrës së bashkimit në dalje dhe frekuenca është përgjithësisht midis 10 MHz dhe 100 GHz. Figura më poshtë tregon një femtosekondë soliton shpërbërës me dispersion plotësisht normal (ANDi)pajisje lazer me fibra, shumica e të cilave mund të ndërtohen duke përdorur komponentët standardë të Thorlabs (fibra, lente, montimi dhe tabela e zhvendosjes).

Teknika e zbrazjes së zgavrës mund të përdoret përLazer me komutim Qpër të marrë impulse më të shkurtra dhe lazer të bllokuar në modalitet për të rritur energjinë e pulsit me frekuencë më të ulët.

Impulset e domenit të kohës dhe frekuencës
Forma lineare e pulsit me kohën është përgjithësisht relativisht e thjeshtë dhe mund të shprehet me funksionet Gaussian dhe sech². Koha e pulsit (e njohur edhe si gjerësia e pulsit) shprehet më së shpeshti me vlerën e gjerësisë gjysmë të lartësisë (FWHM), domethënë, gjerësia në të cilën fuqia optike është të paktën gjysma e fuqisë maksimale; Lazeri me komutim Q gjeneron pulse të shkurtra nanosekonda
Lazerët e bllokuar me modalitet prodhojnë impulse ultra të shkurtra (USP) në rendin nga dhjetëra pikosekonda në femtosekonda. Elektronika me shpejtësi të lartë mund të matet vetëm deri në dhjetëra pikosekonda, dhe pulset më të shkurtra mund të maten vetëm me teknologji thjesht optike si autokorrelatorët, FROG dhe SPIDER. Ndërsa impulset nanosekonda ose më të gjata vështirë se ndryshojnë gjerësinë e pulsit ndërsa udhëtojnë, edhe në distanca të gjata, pulset 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 femtosecond Thorlabs kompenson shpërndarjen 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 fibër, duke përfshirë mediat e tjera të fitimit me gjerësi bande të kufizuar, 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 edhe raste kur gjerësia e pulsit të pulsit të cicëruar fort bëhet më e shkurtër kur spektri bëhet më i ngushtë.