Descripción general deláseres pulsados
La forma más directa de generarláserpulsos es agregar un modulador al exterior del láser continuo. Este método puede producir el pulso de picosegundos más rápido, aunque es simple, pero la energía luminosa desperdiciada y la potencia máxima no pueden exceder la potencia de la luz continua. Por lo tanto, una forma más eficiente de generar pulsos láser es modular en la cavidad del láser, almacenando energía en el momento en que el tren de pulsos está apagado y liberándola en el momento en que está encendido. Las cuatro técnicas comunes utilizadas para generar pulsos a través de la modulación de la cavidad láser son la conmutación de ganancia, la conmutación Q (conmutación de pérdida), el vaciado de la cavidad y el bloqueo de modo.
El interruptor de ganancia genera pulsos cortos modulando la potencia de la bomba. Por ejemplo, los láseres semiconductores con conmutación de ganancia pueden generar pulsos desde unos pocos nanosegundos hasta cien picosegundos mediante modulación de corriente. Aunque la energía del pulso es baja, este método es muy flexible, como proporcionar frecuencia de repetición y ancho de pulso ajustables. En 2018, investigadores de la Universidad de Tokio informaron sobre un láser semiconductor con conmutación de ganancia de femtosegundo, que representa un gran avance en un cuello de botella técnico de 40 años.
Los láseres de conmutación Q generalmente generan fuertes pulsos de nanosegundos, que se emiten en varios viajes de ida y vuelta en la cavidad, y la energía del pulso está en el rango de varios milijulios a varios julios, dependiendo del tamaño del sistema. Los pulsos de picosegundos y femtosegundos de energía media (generalmente por debajo de 1 μJ) se generan principalmente mediante láseres de modo bloqueado. Hay uno o más pulsos ultracortos en el resonador láser que realizan ciclos continuos. Cada pulso intracavidad transmite un pulso a través del espejo de acoplamiento de salida y la frecuencia generalmente está entre 10 MHz y 100 GHz. La siguiente figura muestra un femtosegundo de solitón disipativo de dispersión completamente normal (ANDi).dispositivo láser de fibra, la mayoría de los cuales se pueden construir utilizando componentes estándar de Thorlabs (fibra, lente, montura y mesa de desplazamiento).
La técnica de vaciado de cavidades se puede utilizar paraLáseres conmutados Qpara obtener pulsos más cortos y láseres de modo bloqueado para aumentar la energía del pulso con menor frecuencia.
Pulsos en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia.
La forma lineal del pulso con el tiempo es generalmente relativamente simple y puede expresarse mediante funciones gaussianas y sech². El tiempo de pulso (también conocido como ancho de pulso) se expresa más comúnmente mediante el valor de ancho de media altura (FWHM), es decir, el ancho a través del cual la potencia óptica es al menos la mitad de la potencia máxima; El láser Q-switched genera pulsos cortos de nanosegundos a través de
Los láseres de modo bloqueado producen pulsos ultracortos (USP) del orden de decenas de picosegundos a femtosegundos. La electrónica de alta velocidad sólo puede medir hasta decenas de picosegundos, y los pulsos más cortos sólo pueden medirse con tecnologías puramente ópticas como los autocorreladores, FROG y SPIDER. Mientras que los pulsos de nanosegundos o más largos apenas cambian su ancho a medida que viajan, incluso en distancias largas, los pulsos ultracortos pueden verse afectados por una variedad de factores:
La dispersión puede provocar un gran ensanchamiento del pulso, pero puede recomprimirse con la dispersión opuesta. El siguiente diagrama muestra cómo el compresor de pulso de femtosegundo de Thorlabs compensa la dispersión del microscopio.
La no linealidad generalmente no afecta directamente el ancho del pulso, pero amplía el ancho de banda, haciendo que el pulso sea más susceptible a la dispersión durante la propagación. Cualquier tipo de fibra, incluidos otros medios de ganancia con ancho de banda limitado, puede afectar la forma del ancho de banda o el pulso ultracorto, y una disminución del ancho de banda puede provocar una ampliación en el tiempo; También hay casos en los que la anchura del pulso fuertemente chirriado se acorta cuando el espectro se vuelve más estrecho.
Hora de publicación: 05-feb-2024