Översikt överpulserade lasrar
Det mest direkta sättet att genereralaserPulser är att lägga till en modulator på utsidan av den kontinuerliga lasern. Denna metod kan producera den snabbaste pikosekundpulsen, även om den är enkel, men avfallsljus energi och toppeffekt kan inte överstiga kontinuerlig ljuskraft. Därför är ett mer effektivt sätt att generera laserpulser att modulera i laserhålan, lagra energi vid off-tiden av pulståget och släppa det i tid. De fyra vanliga teknikerna som används för att generera pulser genom laserhålighetsmodulering är förstärkning, Q-switching (förlustbyte), hålrumstömning och lägeslåsning.
Förstärkningsomkopplaren genererar korta pulser genom att modulera pumpkraften. Till exempel kan halvledarförstärknings-switched lasrar generera pulser från några nanosekunder till hundra picosekunder genom nuvarande modulering. Även om pulsenergin är låg är denna metod mycket flexibel, såsom att tillhandahålla justerbar repetitionsfrekvens och pulsbredd. Under 2018 rapporterade forskare vid University of Tokyo en femtosekund gain-switched halvledarlaser, som representerade ett genombrott i en 40-årig teknisk flaskhals.
Starka nanosekundpulser genereras vanligtvis av Q-switched lasrar, som släpps ut i flera runda resor i kaviteten, och pulsenergin ligger i intervallet för flera millijoules till flera joules, beroende på systemets storlek. Medium energi (vanligtvis under 1 μJ) picosekund och femtosekund pulser genereras huvudsakligen av lägeslåsta lasrar. Det finns en eller flera ultrashort -pulser i laserresonatorn som cyklar kontinuerligt. Varje intrakavitetspuls överför en puls genom utgångskopplingspegeln, och refrequency är i allmänhet mellan 10 MHz och 100 GHz. Figuren nedan visar en helt normal spridning (Andi) dissipativ soliton femtosekundfiberlaserenhetvarav de flesta kan byggas med hjälp av Thorlabs standardkomponenter (fiber, lins, montering och förskjutningstabell).
Hålrumstömningsteknik kan användas förQ-switched lasersFör att erhålla kortare pulser och lägeslåsta lasrar för att öka pulsenergin med lägre refrequency.
Tidsdomän- och frekvensdomänpulser
Den linjära formen på pulsen med tiden är i allmänhet relativt enkel och kan uttryckas av Gaussiska och sech² -funktioner. Pulstid (även känd som pulsbredd) uttrycks oftast med värdet av halvhöjden bredd (FWHM), det vill säga bredden över vilken den optiska kraften är minst hälften av toppeffekten; Q-switched laser genererar nanosekund korta pulser igenom
Modlåsta lasrar producerar ultrakortpulser (USP) i storleksordningen tiotals picosekunder till femtosekunder. Höghastighetselektronik kan bara mäta upp till tiotals picosekunder, och kortare pulser kan endast mätas med rent optisk teknik som autokorrelatorer, groda och spindel. Medan nanosekund eller längre pulser knappast byter pulsbredd när de reser, även över långa avstånd, kan ultrakortpulser påverkas av olika faktorer:
Dispersion kan resultera i en stor pulsbreddning, men kan rekommenderas med motsatt spridning. Följande diagram visar hur Thorlabs femtosekund pulskompressor kompenserar för mikroskopdispersion.
Icke -linjäritet påverkar i allmänhet inte direkt pulsbredden, men den utvidgar bandbredden, vilket gör pulsen mer mottaglig för spridning under förökningen. Alla typer av fiber, inklusive andra förstärkningsmedier med begränsad bandbredd, kan påverka formen på bandbredden eller ultrakortpulsen, och en minskning av bandbredden kan leda till en breddning i tid; Det finns också fall där pulsbredden för den starkt kvitrade pulsen blir kortare när spektrumet blir smalare.
Posttid: Feb-05-2024