Genel bakışdarbeli lazerler
Üretmenin en doğrudan yolulazerDarbelerin oluşturulması, sürekli lazerin dışına bir modülatör eklemektir. Bu yöntem, basit olmasına rağmen en hızlı pikosaniye darbesini üretebilir, ancak ışık enerjisini boşa harcar ve tepe gücü sürekli ışık gücünü aşamaz. Bu nedenle, lazer darbeleri üretmenin daha verimli bir yolu, lazer boşluğunda modülasyon yaparak, darbe dizisinin kapalı olduğu anda enerjiyi depolayıp açık olduğu anda serbest bırakmaktır. Lazer boşluğu modülasyonu yoluyla darbe üretmek için kullanılan dört yaygın teknik, kazanç anahtarlama, Q-anahtarlama (kayıp anahtarlama), boşluk boşaltma ve mod kilitlemedir.
Kazanç anahtarı, pompa gücünü modüle ederek kısa darbeler üretir. Örneğin, yarı iletken kazanç anahtarlı lazerler, akım modülasyonuyla birkaç nanosaniyeden yüz pikosaniyeye kadar darbeler üretebilir. Darbe enerjisi düşük olsa da, bu yöntem ayarlanabilir tekrarlama frekansı ve darbe genişliği gibi oldukça esnektir. 2018 yılında, Tokyo Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, 40 yıllık bir teknik darboğazda çığır açan bir gelişmeyi temsil eden femtosaniye kazanç anahtarlı bir yarı iletken lazeri rapor ettiler.
Güçlü nanosaniye darbeleri genellikle boşlukta birkaç turda yayılan Q-anahtarlı lazerler tarafından üretilir ve darbe enerjisi, sistemin boyutuna bağlı olarak birkaç milijoule ile birkaç joule arasında değişir. Orta enerjili (genellikle 1 μJ'nin altında) pikosaniye ve femtosaniye darbeler çoğunlukla mod kilitli lazerler tarafından üretilir. Lazer rezonatöründe sürekli döngü halinde çalışan bir veya daha fazla ultra kısa darbe bulunur. Her boşluk içi darbe, çıkış kuplaj aynasından bir darbe iletir ve refrekans genellikle 10 MHz ile 100 GHz arasındadır. Aşağıdaki şekil, tamamen normal dağılımlı (ANDi) dissipatif soliton femtosaniyeyi göstermektedir.fiber lazer cihazıBunların çoğu Thorlabs standart bileşenleri (fiber, lens, montaj ve yer değiştirme masası) kullanılarak inşa edilebilir.
Kavite boşaltma tekniği şu amaçlar için kullanılabilir:Q-anahtarlı lazerlerdaha kısa darbeler elde etmek ve daha düşük refrekanslı darbe enerjisini artırmak için mod kilitli lazerler.
Zaman alanı ve frekans alanı darbeleri
Darbenin zamana bağlı doğrusal şekli genellikle nispeten basittir ve Gauss ve sec² fonksiyonlarıyla ifade edilebilir. Darbe süresi (darbe genişliği olarak da bilinir), en yaygın olarak yarı yükseklik genişliği (FWHM) değeriyle, yani optik gücün tepe gücünün en az yarısı olduğu genişlikle ifade edilir; Q-anahtarlı lazer, nanosaniyelik kısa darbeler üretir.
Mod kilitli lazerler, onlarca pikosaniye ile femtosaniye mertebesinde ultra kısa darbeler (USP) üretir. Yüksek hızlı elektronik cihazlar yalnızca onlarca pikosaniyeye kadar ölçüm yapabilirken, daha kısa darbeler yalnızca otokorelatörler, FROG ve SPIDER gibi tamamen optik teknolojilerle ölçülebilir. Nanosaniye veya daha uzun darbeler, uzun mesafelerde bile seyahat ederken darbe genişliklerini neredeyse hiç değiştirmezken, ultra kısa darbeler çeşitli faktörlerden etkilenebilir:
Dağılım, büyük bir darbe genişlemesine neden olabilir, ancak zıt dağılımla yeniden sıkıştırılabilir. Aşağıdaki diyagram, Thorlabs femtosaniye darbe sıkıştırıcısının mikroskop dağılımını nasıl telafi ettiğini göstermektedir.
Doğrusal olmama durumu genellikle darbe genişliğini doğrudan etkilemez, ancak bant genişliğini genişleterek darbenin yayılma sırasında dağılmaya daha yatkın hale gelmesini sağlar. Sınırlı bant genişliğine sahip diğer kazanç ortamları da dahil olmak üzere her türlü fiber, bant genişliğinin veya ultra kısa darbenin şeklini etkileyebilir ve bant genişliğindeki bir azalma, zaman içinde bir genişlemeye yol açabilir; ayrıca, spektrum daraldığında güçlü bir şekilde cıvıldayan darbenin darbe genişliğinin kısaldığı durumlar da vardır.
Gönderi zamanı: 05 Şubat 2024