Panoramica di i laser pulsati

Panoramica dilaser pulsati

A manera più diretta di generàlaserimpulsi hè di aghjunghje un modulatore à l'esternu di u laser cuntinuu.Stu metudu pò pruduce l'impulsu di picosecondu più veloce, ancu s'ellu hè simplice, ma perdi l'energia luminosa è a putenza di punta ùn pò micca superà a putenza luminosa cuntinua.Per quessa, una manera più efficaci di generà impulsi laser hè di modulà in a cavità laser, almacenà energia in u tempu di u trenu di impulsi è liberendu in u tempu.I quattru tecnichi cumuni utilizati per generà impulsi attraversu a modulazione di a cavità laser sò u cambiamentu di guadagnu, u Q-switching (perdita di perdita), u svuotamentu di a cavità è u modu di bloccu.

L'interruttore di guadagnu genera impulsi brevi modulendu a putenza di a pompa.Per esempiu, i laser di guadagnu di semiconductor ponu generà impulsi da uni pochi nanosecondi à un centu di picosecondi da a modulazione attuale.Ancu s'ellu l'energia di u pulsu hè bassu, stu metudu hè assai flexible, cum'è furnisce una frequenza di ripetizione regulabile è una larghezza di impulsu.In u 2018, i circadori di l'Università di Tokyo anu riportatu un laser semiconductor à guadagnà femtosecondu, chì rapprisenta una svolta in un collu di bottiglia tecnica di 40 anni.

Pulses nanosecondi forti sò generalmente generati da laser Q-switched, chì sò emessi in parechji round trips in a cavità, è l'energia di u pulsu hè in a gamma di parechji millijoules à parechji joule, secondu a dimensione di u sistema.L'energia media (in generale sottu à 1 μJ) impulsi di picosecondi è femtosecondi sò principalmente generati da lasers in modalità-locked.Ci hè unu o più impulsi ultrashort in u resonator laser chì ciclu continuamente.Ogni impulsu intracavità trasmette un impulsu attraversu u specchiu di accoppiamentu di output, è a frequenza hè generalmente trà 10 MHz è 100 GHz.A figura sottu mostra una dispersione cumpletamente normale (ANDi) dissipative soliton femtoseconduapparatu laser in fibra, a maiò parte di i quali ponu esse custruitu cù cumpunenti standard Thorlabs (fibra, lente, tavula di muntagna è di spustamentu).

A tecnica di svuotamento di cavità pò esse usata perLaser Q-switchper ottene impulsi più brevi è laser di modu-locked per aumentà l'energia di u pulsu cù una freccia più bassa.

Impulsi di duminiu di u tempu è di freccia
A forma lineare di l'impulsu cù u tempu hè generalmente relativamente simplice è pò esse espressa da funzioni gaussiana è sech².U tempu di l'impulsu (cunnisciutu ancu a larghezza di l'impulsu) hè più cumunimenti spressione da u valore di a larghezza di a mità di l'altezza (FWHM), vale à dì, a larghezza attraversu quale a putenza ottica hè almenu a mità di a putenza piccu;U laser Q-switched genera impulsi brevi in ​​nanosecondi
I laser di modu-locked producenu impulsi ultra-corti (USP) in l'ordine di decine di picosecondi à femtosecondi.L'elettronica d'alta velocità pò misurà solu decine di picosecondi, è i pulsati più brevi ponu esse misurati solu cù tecnulugia puramente ottiche cum'è autocorrelatori, FROG è SPIDER.Mentre i nanosecondi o impulsi più longu ùn cambianu a so larghezza di u pulsu mentre viaghjanu, ancu à longu distanzi, i impulsi ultra-corti ponu esse affettati da una varietà di fatturi:

A dispersione pò esse risultatu in un grande allargamentu di u pulsu, ma pò esse ricompressu cù a dispersione opposta.U schema seguente mostra cumu u compressore di impulsi di femtosecondu Thorlabs compensa a dispersione di u microscopiu.

A nonlinearità in generale ùn affetta micca direttamente a larghezza di l'impulsu, ma allarga a larghezza di banda, facendu u pulsu più suscettibile à a dispersione durante a propagazione.Qualchese tipu di fibra, cumpresu l'altri media di guadagnà cù una larghezza di banda limitata, pò influenzà a forma di a larghezza di banda o u pulse ultra-cortu, è una diminuzione di a larghezza di banda pò purtà à un allargamentu in u tempu;Ci hè ancu casi induve a larghezza di u pulsu di u pulsu forte chirped diventa più corta quandu u spettru diventa più strettu.