Què és un làser ultraràpid?

A. El concepte de làsers ultraràpids

Els làsers ultraràpids solen referir-se a làsers amb mode bloquejat que s'utilitzen per emetre polsos ultracurts, per exemple, polsos de femtosegons o picosegons de durada. Un nom més precís seria làser de polsos ultracurts. Els làsers de polsos ultracurts són làsers gairebé amb mode bloquejat, però l'efecte de commutació de guany també pot produir polsos ultracurts.

B. El tipus de làser ultraràpid

1. Els làsers de safir de titani, generalment amb mode bloquejat per lent de Kerr, poden produir polsos de tan sols 5 fs de durada. La seva potència de sortida mitjana sol ser d'uns pocs centenars de mil·liwatts, amb taxes de repetició d'polsos de, per exemple, 80 MHz i desenes de femtosegons o menys, i durades d'polsos de desenes de femtosegons o menys, cosa que resulta en una potència màxima extremadament alta. Però els làsers de safir de titani requereixen llum de bombament d'alguns làsers de llum verda, cosa que els fa més complexos i cars.

2. Hi ha diversos làsers bombats per díodes basats, per exemple, en cristalls làser dopats amb itterbi (cristall o vidre) o crom, que normalment utilitzen el bloqueig de mode passiu SESAM. Tot i que la durada de l'impuls dels làsers bombats per díodes no és tan curta com la durada de l'impuls dels làsers de titani-safir, els làsers bombats per díodes poden cobrir una àmplia regió de paràmetres pel que fa a la durada de l'impuls, la freqüència de repetició de l'impuls i la potència mitjana (vegeu més avall).

3. Els làsers de fibra basats en fibres de vidre dopades amb elements de terres rares també poden tenir mode bloquejat passivament, per exemple, mitjançant la rotació de polarització no lineal o SESAM. Són més limitats que els làsers de gran capacitat pel que fa a la potència mitjana, especialment la potència màxima, però es poden combinar convenientment amb amplificadors de fibra. L'article sobre els làsers de fibra amb mode bloquejat ofereix més detalls.

(4) Els làsers de díode amb mode bloquejat poden ser dispositius integrals o làsers de díode de cavitat externa, i poden ser actius, passius o amb mode bloquejat mixt. Normalment, els làsers de díode amb mode bloquejat funcionen a una freqüència de repetició d'impulsos elevada (diversos milers de megahertzs) a una energia d'impuls moderada.

Els oscil·ladors làser ultraràpids poden formar part de sistemes làser ultraràpids, que també poden incloure un amplificador ultraràpid (com ara un amplificador de fibra òptica) per augmentar la potència màxima i la potència de sortida mitjana.