Trosolwg o laserau pwls

Trosolwg olaserau pwls

Y ffordd fwyaf uniongyrchol i gynhyrchulasercorbys yw ychwanegu modulator i'r tu allan i'r laser di-dor. 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 corbys laser yw modiwleiddio yn y ceudod laser, storio ynni oddi ar amser y trên pwls a'i ryddhau ar amser. Y pedair techneg gyffredin a ddefnyddir i gynhyrchu corbys trwy fodiwleiddio ceudod laser yw switsio cynnydd, cyfnewid Q (switsio colled), gwagio ceudod, a chloi modd.

Mae'r switsh cynnydd yn cynhyrchu corbys byr trwy fodiwleiddio pŵer y pwmp. Er enghraifft, gall laserau cyfnewid cynnydd lled-ddargludyddion gynhyrchu corbys o ychydig nanoseconds i gant picoseconds trwy fodiwleiddio cerrynt. Er bod yr egni pwls yn isel, mae'r dull hwn yn hyblyg iawn, megis darparu amlder ailadrodd addasadwy a lled pwls. Yn 2018, adroddodd ymchwilwyr ym Mhrifysgol Tokyo am laser lled-ddargludyddion ennill-newid femtosecond, sy'n cynrychioli datblygiad arloesol mewn tagfa dechnegol 40 mlynedd.

Yn gyffredinol, mae corbys nanosecond cryf yn cael eu cynhyrchu gan laserau Q-switsh, sy'n cael eu hallyrru mewn sawl taith gron yn y ceudod, ac mae'r egni pwls yn yr ystod o sawl milijoule i sawl joule, yn dibynnu ar faint y system. Mae ynni canolig (yn gyffredinol o dan 1 μJ) picosecond a chorbys femtosecond yn cael eu cynhyrchu'n bennaf gan laserau wedi'u cloi modd. Mae un neu fwy o guriadau byr iawn yn y cyseinydd laser sy'n beicio'n barhaus. Mae pob pwls intracavity yn trosglwyddo pwls trwy'r drych cyplu allbwn, ac mae'r amlder yn gyffredinol rhwng 10 MHz a 100 GHz. Mae'r ffigur isod yn dangos gwasgariad cwbl normal (ANDi) soliton femtosecond dissipativedyfais laser ffibr, gellir adeiladu'r rhan fwyaf ohonynt gan ddefnyddio cydrannau safonol Thorlabs (ffibr, lens, mownt a thabl dadleoli).

Gellir defnyddio techneg gwagio ceudod ar gyferlaserau Q-switshi gael corbys byrrach a laserau wedi'u cloi modd i gynyddu egni pwls yn llai aml.

parth amser ac amlder corbys parth
Mae siâp llinellol y pwls gydag amser yn gyffredinol yn gymharol syml a gellir ei fynegi gan swyddogaethau Gaussian a sech². Mae amser pwls (a elwir hefyd yn lled pwls) yn cael ei fynegi amlaf gan y gwerth lled hanner uchder (FWHM), hynny yw, y lled y mae'r pŵer optegol ar ei draws o leiaf hanner y pŵer brig; Mae laser Q-switsh yn cynhyrchu curiadau byr nanosecond drwodd
Mae laserau wedi'u cloi modd yn cynhyrchu curiadau byr iawn (USP) yn nhrefn degau o picoseconds i femtoseconds. Dim ond hyd at ddegau o picoseconds y gall electroneg cyflym eu mesur, a dim ond gyda thechnolegau optegol yn unig fel awto-gydberthynwyr, FROG a SPIDER y gellir mesur corbys byrrach. Er mai prin y bydd nanosecond neu gorbys hirach yn newid lled eu curiad y galon wrth iddynt deithio, hyd yn oed dros bellteroedd hir, gall corbys byr iawn gael eu heffeithio gan amrywiaeth o ffactorau:

Gall gwasgariad arwain at ledu curiad mawr, ond gellir ei ail-gywasgu â gwasgariad arall. Mae'r diagram canlynol yn dangos sut mae cywasgydd curiad y galon Thorlabs femtosecond yn gwneud iawn am wasgariad microsgop.

Yn gyffredinol, nid yw aflinoledd yn effeithio'n uniongyrchol ar led 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 uwch-fyr, a gall gostyngiad mewn lled band arwain at ehangu amser; Mae yna achosion hefyd lle mae lled pwls y pwls sydd â chiriad cryf yn mynd yn fyrrach pan fydd y sbectrwm yn culhau.