Trosolwg o laserau pwls

Trosolwg olaserau pwls

Y ffordd fwyaf uniongyrchol o gynhyrchulaserY dull o gynhyrchu pylsau yw ychwanegu modiwleiddiwr at du allan y laser parhaus. Gall y dull hwn gynhyrchu'r pwls picosecond cyflymaf, er ei fod yn syml, ond ni all ynni golau gwastraff a phŵer brig fod yn fwy na phŵer golau parhaus. Felly, ffordd fwy effeithlon o gynhyrchu pylsau laser yw modiwleiddio yn y ceudod laser, gan storio ynni ar amser diffodd y trên pwls a'i ryddhau ar amser ymlaen. Y pedwar techneg gyffredin a ddefnyddir i gynhyrchu pylsau trwy fodiwleiddio ceudod laser yw newid enillion, newid-Q (newid colled), gwagio ceudod, a chloi modd.

Mae'r switsh ennill yn cynhyrchu pylsau byr trwy fodiwleiddio pŵer y pwmp. Er enghraifft, gall laserau lled-ddargludyddion â newid ennill cynhyrchu pylsau o ychydig nanoeiliadau i gant o picoeiliadau trwy fodiwleiddio cerrynt. Er bod ynni'r pwls yn isel, mae'r dull hwn yn hyblyg iawn, fel darparu amledd ailadrodd addasadwy a lled pwls. Yn 2018, adroddodd ymchwilwyr ym Mhrifysgol Tokyo am laser lled-ddargludyddion â newid ennill femtosecond, a oedd yn cynrychioli datblygiad mewn tagfa dechnegol 40 mlynedd.

Yn gyffredinol, cynhyrchir pylsau nanoeiliad cryf gan laserau Q-switched, sy'n cael eu hallyrru mewn sawl taith gron yn y ceudod, ac mae egni'r pwls yn yr ystod o sawl milijoule i sawl joule, yn dibynnu ar faint y system. Cynhyrchir pylsau picosecond a femtosecond ynni canolig (yn gyffredinol islaw 1 μJ) yn bennaf gan laserau sydd wedi'u cloi mewn modd. Mae un neu fwy o bylsau ultra-fer yn y resonator laser sy'n cylchdroi'n barhaus. Mae pob pwls mewngeudod yn trosglwyddo pwls trwy'r drych cyplu allbwn, ac mae'r ail-amledd yn gyffredinol rhwng 10 MHz a 100 GHz. Mae'r ffigur isod yn dangos soliton femtosecond gwasgariad cwbl normal (ANDi).dyfais laser ffibr, y gellir adeiladu'r rhan fwyaf ohonynt gan ddefnyddio cydrannau safonol Thorlabs (ffibr, lens, mowntiad a thabl dadleoli).

Gellir defnyddio techneg gwagio ceudod ar gyferLaserau Q-switshi gael curiadau byrrach a laserau wedi'u cloi mewn modd i gynyddu egni curiadau gydag ail-amledd is.

Curiadau parth amser a pharth amledd
Mae siâp llinol y pwls gydag amser yn gymharol syml yn gyffredinol a gellir ei fynegi gan ffwythiannau Gaussaidd a sech². Mynegir amser pwls (a elwir hefyd yn lled pwls) fel arfer gan y gwerth lled hanner uchder (FWHM), hynny yw, y lled y mae'r pŵer optegol o leiaf hanner y pŵer brig ar ei draws; mae laser Q-switched yn cynhyrchu pwls byr nanoeiliad drwyddo
Mae laserau clo-modd yn cynhyrchu pylsau ultra-fyr (USP) yn y drefn o ddegau o picosecondau i femtosecondau. Dim ond hyd at ddegau o picosecondau y gall electroneg cyflym eu mesur, a dim ond gyda thechnolegau optegol yn unig fel awtogydberthynwyr, FROG a SPIDER y gellir mesur pylsau byrrach. Er nad yw pylsau nano-eiliad neu hirach yn newid eu lled pwls wrth iddynt deithio, hyd yn oed dros bellteroedd hir, gall pylsau ultra-fyr gael eu heffeithio gan amrywiaeth o ffactorau:

Gall gwasgariad arwain at ehangu pwls mawr, ond gellir ei ailgywasgu gyda'r gwasgariad gyferbyniol. Mae'r diagram canlynol yn dangos sut mae cywasgydd pwls femtosecond Thorlabs yn gwneud iawn am wasgariad microsgop.

Yn gyffredinol, nid yw anlinoledd yn effeithio'n uniongyrchol ar led y pwls, ond mae'n ehangu'r lled band, gan wneud y pwls yn fwy agored i wasgariad yn ystod lluosogi. Gall unrhyw fath o ffibr, gan gynnwys cyfryngau ennill eraill â lled band cyfyngedig, effeithio ar siâp y lled band neu'r pwls ultra-fyr, a gall gostyngiad mewn lled band arwain at ehangu mewn amser; Mae yna achosion hefyd lle mae lled pwls y pwls sy'n cael ei drydar yn gryf yn mynd yn fyrrach pan fydd y sbectrwm yn mynd yn gulach.