Descripción general deláseres pulsados
La forma más directa de generarláserEl método para generar pulsos láser consiste en añadir un modulador al exterior del láser continuo. Este método, aunque simple, puede producir el pulso de picosegundo más rápido, pero desperdicia energía lumínica y la potencia pico no puede superar la potencia de la luz continua. Por lo tanto, una forma más eficiente de generar pulsos láser es modular en la cavidad láser, almacenando energía en el tiempo de inactividad del tren de pulsos y liberándola en el tiempo de activación. Las cuatro técnicas comunes para generar pulsos mediante modulación de la cavidad láser son la conmutación de ganancia, la conmutación Q (conmutación por pérdida), el vaciado de la cavidad y el bloqueo de modo.
El interruptor de ganancia genera pulsos cortos modulando la potencia de bombeo. Por ejemplo, los láseres semiconductores con ganancia conmutada pueden generar pulsos desde unos pocos nanosegundos hasta cientos de picosegundos mediante modulación de corriente. Aunque la energía del pulso es baja, este método es muy flexible, ya que permite ajustar la frecuencia de repetición y el ancho de pulso. En 2018, investigadores de la Universidad de Tokio presentaron un láser semiconductor con ganancia conmutada de femtosegundos, lo que representó un gran avance para superar un obstáculo técnico de 40 años.
Los pulsos potentes de nanosegundos se generan generalmente mediante láseres de conmutación Q, que se emiten en varios recorridos de ida y vuelta en la cavidad, y la energía del pulso oscila entre varios milijulios y varios julios, dependiendo del tamaño del sistema. Los pulsos de picosegundos y femtosegundos de energía media (generalmente inferiores a 1 μJ) se generan principalmente mediante láseres de modo bloqueado. El resonador láser contiene uno o más pulsos ultracortos que circulan continuamente. Cada pulso intracavitario transmite un pulso a través del espejo de acoplamiento de salida, y la frecuencia suele estar entre 10 MHz y 100 GHz. La figura a continuación muestra un solitón disipativo de femtosegundo con 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 de conmutación 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 del 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 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 pico. El láser Q-switch genera pulsos cortos de nanosegundos mediante
Los láseres de modo bloqueado producen pulsos ultracortos (PUS) de entre decenas de picosegundos y femtosegundos. La electrónica de alta velocidad solo puede medir hasta decenas de picosegundos, y los pulsos más cortos solo pueden medirse con tecnologías puramente ópticas como los autocorreladores, FROG y SPIDER. Si bien los pulsos de nanosegundos o más largos apenas cambian su ancho de pulso a medida que viajan, incluso a largas distancias, los pulsos ultracortos pueden verse afectados por diversos factores:
La dispersión puede resultar en un gran ensanchamiento del pulso, pero puede recomprimirse con la dispersión opuesta. El siguiente diagrama muestra cómo el compresor de pulsos de femtosegundos de Thorlabs compensa la dispersión del microscopio.
La no linealidad generalmente no afecta directamente el ancho de pulso, pero amplía el ancho de banda, haciéndolo más susceptible a la dispersión durante la propagación. Cualquier tipo de fibra, incluyendo otros medios de ganancia con ancho de banda limitado, puede afectar la forma del ancho de banda o los pulsos ultracortos, y una disminución del ancho de banda puede provocar un ensanchamiento temporal. También hay casos en los que el ancho de pulso de un pulso con chirrido intenso se acorta cuando el espectro se estrecha.
Hora de publicación: 05-feb-2024