Umumiy ma'lumotimpulsli lazerlar
Ishlab chiqarishning eng to'g'ridan-to'g'ri usulilazerimpulslar uzluksiz lazerning tashqi tomoniga modulyator qo'shishdan iborat. Bu usul eng tez pikosekundli impulsni ishlab chiqarishi mumkin, garchi sodda bo'lsa ham, lekin yorug'lik energiyasini va eng yuqori quvvatni isrof qilish uzluksiz yorug'lik quvvatidan oshib keta olmaydi. Shuning uchun lazer impulslarini hosil qilishning samaraliroq usuli lazer bo'shlig'ida modulyatsiya qilish, impuls poyezdining o'chirilgan vaqtida energiyani saqlash va uni yoqilgan vaqtda chiqarishdir. Lazer bo'shlig'ini modulyatsiya qilish orqali impulslarni hosil qilish uchun ishlatiladigan to'rtta keng tarqalgan usul kuchaytirishni almashtirish, Q-kommutatsiya (yo'qotishni almashtirish), bo'shliqni bo'shatish va rejimni qulflashdir.
Kuchaytirish tugmasi nasos quvvatini modulyatsiya qilish orqali qisqa impulslarni hosil qiladi. Masalan, yarimo'tkazgichli kuchaytirish tugmachasi bilan ishlaydigan lazerlar tok modulyatsiyasi orqali bir necha nanosekunddan yuz pikosekundgacha impulslarni hosil qilishi mumkin. Impuls energiyasi past bo'lsa-da, bu usul juda moslashuvchan, masalan, sozlanishi mumkin bo'lgan takrorlanish chastotasi va impuls kengligini ta'minlaydi. 2018-yilda Tokio universiteti tadqiqotchilari 40 yillik texnik to'siqda yutuqni ifodalovchi femtosekundli kuchaytirish tugmachasi bilan ishlaydigan yarimo'tkazgichli lazer haqida xabar berishdi.
Kuchli nanosekundli impulslar odatda Q-kommutatsiyali lazerlar tomonidan hosil qilinadi, ular bo'shliqda bir necha marta aylanib chiqadi va impuls energiyasi tizimning o'lchamiga qarab bir necha millijouldan bir necha joulgacha bo'lgan diapazonda bo'ladi. O'rta energiyali (odatda 1 μJ dan past) pikosekund va femtosekundli impulslar asosan rejim bloklangan lazerlar tomonidan hosil qilinadi. Lazer rezonatorida uzluksiz aylanib yuradigan bir yoki bir nechta ultra qisqa impulslar mavjud. Har bir bo'shliq ichidagi impuls chiqish ulash oynasi orqali impuls uzatadi va qayta chastota odatda 10 MGts va 100 GGts oralig'ida bo'ladi. Quyidagi rasmda to'liq normal dispersiya (ANDi) dissipativ soliton femtosekund ko'rsatilgan.tolali lazer qurilmasi, ularning aksariyati Thorlabs standart komponentlari (tola, linza, o'rnatish va siljish jadvali) yordamida qurilishi mumkin.
Bo'shliqni bo'shatish texnikasidan foydalanish mumkinQ-kommutatsiyali lazerlarqisqaroq impulslar va pastroq chastotali impuls energiyasini oshirish uchun rejimga qulflangan lazerlarni olish.
Vaqt domeni va chastota domeni impulslari
Vaqt o'tishi bilan impulsning chiziqli shakli odatda nisbatan sodda va Gauss va sech² funktsiyalari bilan ifodalanishi mumkin. Impuls vaqti (shuningdek, impuls kengligi deb ham ataladi) ko'pincha yarim balandlik kengligi (FWHM) qiymati bilan ifodalanadi, ya'ni optik quvvat eng yuqori quvvatning kamida yarmiga teng bo'lgan kenglik; Q-kommutatsiyali lazer nanosekundli qisqa impulslarni hosil qiladi
Rejim bilan qulflangan lazerlar o'nlab pikosekundlardan femtosekundgacha bo'lgan ultra qisqa impulslarni (USP) ishlab chiqaradi. Yuqori tezlikdagi elektronika faqat o'nlab pikosekundlarni o'lchashi mumkin, qisqaroq impulslarni esa faqat avtokorrelyatorlar, FROG va SPIDER kabi sof optik texnologiyalar yordamida o'lchash mumkin. Nanosekund yoki undan uzunroq impulslar, hatto uzoq masofalarga ham sayohat qilganda, impuls kengligini deyarli o'zgartirmasa-da, ultra qisqa impulslarga turli omillar ta'sir qilishi mumkin:
Dispersiya katta impuls kengayishiga olib kelishi mumkin, ammo qarama-qarshi dispersiya bilan qayta siqilishi mumkin. Quyidagi diagrammada Thorlabs femtosekund impuls kompressori mikroskop dispersiyasini qanday kompensatsiya qilishi ko'rsatilgan.
Nochiziqlilik odatda impuls kengligiga bevosita ta'sir qilmaydi, lekin u o'tkazish qobiliyatini kengaytiradi va tarqalish paytida impulsning tarqalishiga ko'proq moyil bo'ladi. Har qanday turdagi tola, shu jumladan cheklangan o'tkazish qobiliyatiga ega boshqa kuchaytirish vositalari, o'tkazish qobiliyati yoki ultra qisqa impuls shakliga ta'sir qilishi mumkin va o'tkazish qobiliyatining pasayishi vaqt o'tishi bilan kengayishga olib kelishi mumkin; Shuningdek, spektr torayganda kuchli chirqillash impulsining impuls kengligi qisqaradigan holatlar ham mavjud.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 5-fevral