Descripción general deláseres pulsados
La forma más directa de generarláserLos pulsos es agregar un modulador al exterior del láser continuo. Este método puede producir el pulso de picosegundos más rápido, aunque simple, pero la energía de la luz residual y la potencia máxima no pueden exceder la potencia de luz continua. Por lo tanto, una forma más eficiente de generar pulsos láser es modular en la cavidad láser, almacenar energía en el tiempo de apagado del tren de pulso y liberarla a tiempo en el tiempo. Las cuatro técnicas comunes utilizadas para generar pulsos a través de la modulación de la cavidad láser son la conmutación de ganancia, el cambio Q (conmutación de pérdida), el vaciado de la cavidad y el bloqueo de modo.
El interruptor de ganancia genera pulsos cortos modulando la alimentación de la bomba. Por ejemplo, los láseres de ganancia de semiconductores pueden generar pulsos de unos pocos nanosegundos a cien y cien picosegundos por modulación actual. Aunque la energía del pulso es baja, este método es muy flexible, como proporcionar frecuencia de repetición ajustable y ancho de pulso. En 2018, los investigadores de la Universidad de Tokio informaron un láser de semiconductores de femtosegundos con ganancias, representando un avance en un cuello técnico de botella de 40 años.
Los pulsos de nanosegundos fuertes generalmente son generados por los láseres conmutados Q, que se emiten en varios viajes redondos en la cavidad, y la energía del pulso está en el rango de varios milijosos a varios julios, dependiendo del tamaño del sistema. La energía media (generalmente por debajo de 1 μJ) los pulsos de picosegundos y femtosegundos se generan principalmente mediante láseres de modo bloqueado. Hay uno o más pulsos de ultrashort en el resonador láser que ciclo continuamente. Cada pulso intracavidad transmite un pulso a través del espejo de acoplamiento de salida, y el reinicio es generalmente entre 10 MHz y 100 GHz. La siguiente figura muestra una femtosegundo disipativa de disipación totalmente normal (andi)dispositivo láser de fibra, la mayoría de los cuales se pueden construir utilizando componentes estándar de Thorlabs (fibra, lente, montaje y tabla de desplazamiento).
La técnica de vaciado de cavidad se puede utilizar paraLáser Q-switchedPara obtener pulsos más cortos y láseres bloqueados en modo para aumentar la energía del pulso con menor referencia.
Pulsos de dominio de tiempo y dominio de frecuencia
La forma lineal del pulso con el tiempo es generalmente relativamente simple y puede expresarse mediante funciones gaussianas y de SECH². El tiempo de pulso (también conocido como ancho de pulso) se expresa más comúnmente por 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 bloqueados por modo producen pulsos ultra cortos (USP) en el orden de decenas de picosegundos a femtosegundos. La electrónica de alta velocidad solo puede medir hasta decenas de picosegundos, y los pulsos más cortos solo se pueden medir con tecnologías puramente ópticas como autocorreladores, ranas y arañas. Si bien los pulsos de nanosegundos o más largos apenas cambian el ancho de su pulso a medida que viajan, incluso a largas distancias, los pulsos ultra cortos pueden verse afectados por una variedad de factores:
La dispersión puede provocar una amplia ampliación de pulsos, pero puede recompensarse con la dispersión opuesta. El siguiente diagrama muestra cómo el compresor de pulso de femtosegundos de Thorlabs compensa la dispersión del microscopio.
La no linealidad generalmente no afecta directamente el ancho del pulso, pero amplía el ancho de banda, lo que hace 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 ultra corta, y una disminución en el ancho de banda puede conducir a una ampliación en el tiempo; También hay casos en los que el ancho del pulso del pulso fuertemente chirado se vuelve más corto cuando el espectro se vuelve más estrecho.
Tiempo de publicación: febrero-05-2024