Iwwersiicht iwwer gepulste Laseren

Iwwersiicht vungepulste Laseren

Déi direktst Method fir ze generéierenLaserD'Generéiere vun Impulser ass, e Modulator op der Äussewelt vum kontinuéierleche Laser bäizefügen. Dës Method kann de séierste Picosekonnenimpuls produzéieren, obwuel einfach, awer d'Verschwendung vun der Liichtenergie an d'Spëtzeleeschtung kënnen d'kontinuéierlech Liichtleeschtung net iwwerschreiden. Dofir ass eng méi effizient Method fir Laserimpulser ze generéieren, d'Moduléierung an der Laserhöhl, andeems Energie zur Off-Zäit vum Pulszuch gespäichert a se zur On-Zäit fräigesat gëtt. Déi véier üblech Techniken, déi benotzt gi fir Impulser duerch Laserhöhlmodulatioun ze generéieren, sinn Gain-Switching, Q-Switching (Verloschtschaltung), Kavitéitsleeding a Modus-Sperrung.

De Verstärkungsschalter generéiert kuerz Impulser andeems en d'Pompelleistung moduléiert. Zum Beispill kënnen Hallefleiter-Verstärkungsschaltlaser Impulser vun e puer Nanosekonnen bis honnert Picosekonnen duerch Stroummodulatioun generéieren. Och wann d'Pulsenergie niddreg ass, ass dës Method ganz flexibel, sou wéi d'Liwwerung vun enger justierbarer Widderhuelungsfrequenz an der Pulsbreet. Am Joer 2018 hunn d'Fuerscher vun der Universitéit vun Tokyo e Femtosekonnen-Verstärkungsschalter-Hallefleiterlaser gemellt, deen en Duerchbroch an engem 40 Joer ale techneschen Engpässe duerstellt.

Staark Nanosekonnenimpulse ginn normalerweis vu Q-geschakelde Laseren generéiert, déi a verschiddene Ronnreesen an der Kavitéit ausgestraalt ginn, an d'Pulsenergie läit am Beräich vu verschiddene Millijoule bis zu verschiddene Joule, ofhängeg vun der Gréisst vum System. Mëttelenergie-Pikosekonnen- a Femtosekonnenimpulse (normalerweis ënner 1 μJ) ginn haaptsächlech vu Modus-gespärte Laseren generéiert. Et gëtt een oder méi ultrakuerz Impulse am Laserresonator, déi kontinuéierlech zykléieren. All Intrakavitätsimpuls iwwerdréit en Impuls duerch den Ausgangskopplungsspigel, an d'Refrequenz läit normalerweis tëscht 10 MHz an 100 GHz. D'Figur hei ënnendrënner weist eng voll normal Dispersioun (ANDi) dissipativ Soliton Femtosekond.Glasfaserlaser-Apparat, déi meescht dovunner kënne mat Thorlabs Standardkomponenten (Glasfaser, Lëns, Halterung an Verrécklungstabell) gebaut ginn.

D'Technik vun der Kavitéitsentleerung kann dofir benotzt ginnQ-geschaltete Laserfir méi kuerz Impulser a modusgespärte Laser ze kréien, fir d'Pulsenergie mat enger méi niddreger Refrequenz ze erhéijen.

Impulser am Zäitberäich an am Frequenzberäich
Déi linear Form vum Puls mat der Zäit ass am Allgemengen relativ einfach a kann duerch Gauss- a Sech²-Funktiounen ausgedréckt ginn. D'Pulszäit (och bekannt als Pulsbreet) gëtt am heefegsten duerch de Wäert vun der Hallefhéichtbreet (FWHM) ausgedréckt, dat heescht d'Breet, iwwer déi d'optesch Leeschtung op d'mannst d'Halschent vun der Spëtzeleeschtung ass; e Q-geschaltete Laser generéiert kuerz Nanosekonnenimpulser duerch...
Modusgespärte Laser produzéieren ultrakuerz Impulser (USP) an der Gréisstenuerdnung vun Zénger vu Picosekonnen bis Femtosekonnen. Héichgeschwindegkeetselektronik kann nëmme bis zu Zénger vu Picosekonnen moossen, a méi kuerz Impulser kënnen nëmme mat reng opteschen Technologien wéi Autokorrelatoren, FROG a SPIDER gemooss ginn. Wärend Nanosekonnen- oder méi laang Impulser hir Impulsbreet kaum änneren, wa se sech beweegen, och iwwer grouss Distanzen, kënnen ultrakuerz Impulser vun enger Villzuel vu Faktoren beaflosst ginn:

Dispersioun kann zu enger grousser Pulsverbreedung féieren, kann awer mat der géigeniwwerleiender Dispersioun nei kompriméiert ginn. Déi folgend Diagramm weist, wéi den Thorlabs Femtosekonnen-Pulskompressor d'Mikroskopdispersioun kompenséiert.

D'Netlinearitéit beaflosst am Allgemengen net direkt d'Pulsbreet, awer si erweidert d'Bandbreet, wouduerch de Puls méi ufälleg fir Dispersioun während der Ausbreedung ass. All Zort vu Faser, och aner Verstärkungsmedien mat limitéierter Bandbreet, kënnen d'Form vun der Bandbreet oder dem ultrakuerzen Impuls beaflossen, an eng Ofsenkung vun der Bandbreet kann zu enger Verbreedung an der Zäit féieren; Et gëtt och Fäll, wou d'Pulsbreet vum staark gezwitscherten Impuls méi kuerz gëtt, wann de Spektrum méi schmuel gëtt.