Tinjauan laser pulsa

Tinjauan ngeunaanlaser pulsa

Cara anu paling langsung pikeun ngahasilkeunlaserPulsa nyaéta nambihan modulator ka luar laser kontinyu. Métode ieu tiasa ngahasilkeun pulsa pikodetik panggancangna, sanaos saderhana, tapi énergi cahaya anu runtah sareng kakuatan puncak henteu tiasa ngaleuwihan kakuatan cahaya kontinyu. Ku alatan éta, cara anu langkung efisien pikeun ngahasilkeun pulsa laser nyaéta ku cara modulasi dina rongga laser, nyimpen énergi dina waktos pareum tina karéta pulsa sareng ngaleupaskeunana dina waktos anu pas. Opat téknik umum anu dianggo pikeun ngahasilkeun pulsa ngalangkungan modulasi rongga laser nyaéta gain switching, Q-switching (loss switching), cavity emptying, sareng mode-locking.

Saklar gain ngahasilkeun pulsa pondok ku cara modulasi kakuatan pompa. Contona, laser semikonduktor anu ngaganti gain tiasa ngahasilkeun pulsa ti sababaraha nanodetik dugi ka saratus pikodetik ku cara modulasi arus. Sanaos énergi pulsa rendah, metode ieu fleksibel pisan, sapertos nyayogikeun frékuénsi pangulangan sareng lébar pulsa anu tiasa disaluyukeun. Dina taun 2018, para panaliti di Universitas Tokyo ngalaporkeun laser semikonduktor anu ngaganti gain femtosecond, anu ngawakilan kamajuan dina hambatan téknis 40 taun.

Pulsa nanodetik anu kuat umumna dihasilkeun ku laser Q-switched, anu dipancarkeun dina sababaraha perjalanan buleud dina rongga, sareng énergi pulsa aya dina kisaran sababaraha milijoule dugi ka sababaraha joule, gumantung kana ukuran sistem. Pulsa pikodetik sareng femtodetik énergi sedeng (umumna di handap 1 μJ) utamina dihasilkeun ku laser mode-locked. Aya hiji atanapi langkung pulsa ultrashort dina resonator laser anu siklusna terus-terusan. Unggal pulsa intrakavitas ngirimkeun pulsa ngaliwatan eunteung kopling kaluaran, sareng frékuénsina umumna antara 10 MHz sareng 100 GHz. Gambar di handap ieu nunjukkeun femtodetik soliton disipatif dispersi normal pinuh (ANDi).alat laser serat, kalolobananana tiasa diwangun nganggo komponén standar Thorlabs (serat, lénsa, dudukan sareng méja pamindahan).

Téhnik ngosongkeun rongga tiasa dianggo pikeunLaser anu dialihkeun ku Qpikeun kéngingkeun pulsa anu langkung pondok sareng laser anu dikonci modeu pikeun ningkatkeun énergi pulsa kalayan frékuénsi anu langkung handap.

Domain waktu sareng pulsa domain frékuénsi
Bentuk linier pulsa sareng waktos umumna relatif saderhana sareng tiasa dikedalkeun ku fungsi Gaussian sareng sech². Waktos pulsa (ogé katelah lébar pulsa) paling umum dikedalkeun ku nilai lébar satengah jangkungna (FWHM), nyaéta, lébar dimana kakuatan optik sahenteuna satengah kakuatan puncak; Laser Q-switched ngahasilkeun pulsa pondok nanodetik ngalangkungan
Laser anu dikonci mode ngahasilkeun pulsa ultra-pondok (USP) dina urutan puluhan pikodetik dugi ka femtodetik. Éléktronika kecepatan tinggi ngan ukur tiasa ngukur dugi ka puluhan pikodetik, sareng pulsa anu langkung pondok ngan ukur tiasa diukur nganggo téknologi optik murni sapertos autokorelator, FROG sareng SPIDER. Sanaos pulsa nanodetik atanapi anu langkung panjang ampir teu ngarobih lébar pulsana nalika aranjeunna ngarambat, bahkan dina jarak anu jauh, pulsa ultra-pondok tiasa kapangaruhan ku rupa-rupa faktor:

Dispersi tiasa nyababkeun pelebaran pulsa anu ageung, tapi tiasa dikomprés deui ku dispersi anu sabalikna. Diagram di handap ieu nunjukkeun kumaha kompresor pulsa femtosecond Thorlabs ngimbangan dispersi mikroskop.

Nonlinieritas umumna henteu langsung mangaruhan lébar pulsa, tapi éta ngalegaan bandwidth, ngajantenkeun pulsa langkung rentan ka dispersi nalika rambatan. Sagala jinis serat, kalebet média gain sanés anu gaduh bandwidth terbatas, tiasa mangaruhan bentuk bandwidth atanapi pulsa ultra-pondok, sareng panurunan bandwidth tiasa nyababkeun pelebaran dina waktosna; Aya ogé kasus dimana lébar pulsa tina pulsa anu dikicau kuat janten langkung pondok nalika spéktrum janten langkung heureut.