Visió general delàsers pulsats
La manera més directa de generarlàserpolsos és afegir un modulador a l'exterior del làser continu. Aquest mètode pot produir el pols de picosegons més ràpid, tot i que és senzill, però l'energia lumínica perduda i la potència màxima no poden superar la potència lumínica contínua. Per tant, una manera més eficient de generar polsos làser és modular a la cavitat làser, emmagatzemant energia en el temps de desactivació del tren de polsos i alliberant-la en el temps d'activació. Les quatre tècniques habituals utilitzades per generar polsos mitjançant la modulació de la cavitat làser són la commutació de guanys, la commutació Q (commutació de pèrdues), el buidatge de la cavitat i el bloqueig de mode.
El commutador de guany genera polsos curts modulant la potència de la bomba. Per exemple, els làsers de commutació de guany de semiconductors poden generar polsos des d'uns pocs nanosegons fins a cent picosegons mitjançant la modulació del corrent. Tot i que l'energia del pols és baixa, aquest mètode és molt flexible, com ara proporcionar una freqüència de repetició i una amplada de pols ajustables. El 2018, investigadors de la Universitat de Tòquio van informar d'un làser de semiconductors de commutació de guany de femtosegons, que representa un avenç en un coll d'ampolla tècnic de 40 anys.
Els polsos forts de nanosegons generalment són generats per làsers de commutació Q, que s'emeten en diversos viatges d'anada i tornada a la cavitat, i l'energia del pols es troba en el rang de diversos mil·lijoules a diversos joules, depenent de la mida del sistema. Els polsos de picosegons i femtosegons d'energia mitjana (generalment inferior a 1 μJ) són generats principalment per làsers amb mode bloquejat. Hi ha un o més polsos ultracurts al ressonador làser que circulen contínuament. Cada pols intracavitat transmet un pols a través del mirall d'acoblament de sortida, i la refreqüència és generalment entre 10 MHz i 100 GHz. La figura següent mostra un femtosegon dissipatiu de solitons de dispersió completament normal (ANDi).dispositiu làser de fibra, la majoria dels quals es poden construir utilitzant components estàndard de Thorlabs (fibra, lent, muntura i taula de desplaçament).
La tècnica de buidatge de cavitats es pot utilitzar per aLàsers de commutació Qper obtenir polsos més curts i làsers amb mode bloquejat per augmentar l'energia del pols amb una recurrència més baixa.
Polsos del domini del temps i del domini de la freqüència
La forma lineal del pols amb el temps és generalment relativament simple i es pot expressar mitjançant funcions gaussianes i sech². El temps de pols (també conegut com a amplada de pols) s'expressa més comunament pel valor de l'amplada de mitja alçada (FWHM), és a dir, l'amplada a través de la qual la potència òptica és almenys la meitat de la potència màxima; el làser de commutació Q genera polsos curts de nanosegons a través de
Els làsers amb mode bloquejat produeixen polsos ultracurts (USP) de l'ordre de desenes de picosegons a femtosegons. L'electrònica d'alta velocitat només pot mesurar fins a desenes de picosegons, i els polsos més curts només es poden mesurar amb tecnologies purament òptiques com ara autocorreladors, FROG i SPIDER. Mentre que els polsos de nanosegons o més llargs gairebé no canvien la seva amplada de pols a mesura que viatgen, fins i tot a llargues distàncies, els polsos ultracurts poden veure's afectats per diversos factors:
La dispersió pot provocar un gran eixamplament del pols, però es pot tornar a comprimir amb la dispersió oposada. El diagrama següent mostra com el compressor de polsos de femtosegons Thorlabs compensa la dispersió del microscopi.
La no linealitat generalment no afecta directament l'amplada del pols, però sí que amplia l'amplada de banda, fent que el pols sigui més susceptible a la dispersió durant la propagació. Qualsevol tipus de fibra, inclosos altres medis de guany amb amplada de banda limitada, pot afectar la forma de l'amplada de banda o del pols ultracurt, i una disminució de l'amplada de banda pot provocar un eixamplament en el temps; També hi ha casos en què l'amplada del pols del pols fortament xiulat es fa més curta quan l'espectre es fa més estret.
Data de publicació: 05-02-2024