A. Koncept ultrarýchlych laserov
Ultrarýchle lasery sa zvyčajne vzťahujú na lasery s synchronizovaným režimom, ktoré sa používajú na vyžarovanie ultrakrátkych impulzov, napríklad impulzov s trvaním femtosekundy alebo pikosekundy. Presnejší názov by bol laser s ultrakrátkym impulzom. Lasery s ultrakrátkym impulzom sú takmer lasery s synchronizovaným režimom, ale efekt prepínania zosilnenia môže tiež produkovať ultrakrátke impulzy.
B. Typ ultrarýchleho laseru
1. Titán-zafírové lasery, zvyčajne s Kerrovou šošovkou synchronizovanou podľa módu, dokážu produkovať impulzy s trvaním len približne 5 fs. Ich priemerný výstupný výkon je typicky niekoľko stoviek miliwattov s opakovacou frekvenciou impulzov napríklad 80 MHz a desiatkami femtosekúnd alebo menej a trvaním impulzov desiatok femtosekúnd alebo menej, čo vedie k extrémne vysokému špičkovému výkonu. Titán-zafírové lasery však vyžadujú čerpanie svetla z niektorých laserov so zeleným svetlom, čo ich robí zložitejšími a drahšími.
2. Existujú rôzne diódovo čerpané lasery založené napríklad na laserových kryštáloch dopovaných yterbiom (kryštál alebo sklo) alebo chrómom, ktoré zvyčajne používajú pasívne synchronizovanie módov SESAM. Hoci trvanie impulzu diódovo čerpaných laserov nie je také krátke ako trvanie impulzu titán-zafírových laserov, diódovo čerpané lasery dokážu pokryť širokú oblasť parametrov, pokiaľ ide o trvanie impulzu, opakovaciu frekvenciu impulzov a priemerný výkon (pozri nižšie).
3. Vláknové lasery založené na sklenených vláknach dopovaných prvkami vzácnych zemín môžu byť tiež pasívne synchronizované podľa módu, napríklad pomocou nelineárnej rotácie polarizácie alebo SESAM. Sú obmedzenejšie ako objemové lasery, čo sa týka priemerného výkonu, najmä špičkového výkonu, ale možno ich pohodlne kombinovať s vláknovými zosilňovačmi. Článok o vláknových laseroch so synchronizovaným módom poskytuje viac podrobností.
(4) Diódové lasery s synchronizovaným režimom môžu byť integrované zariadenia alebo diódové lasery s vonkajšou dutinou a môžu byť aktívne, pasívne alebo so zmiešaným synchronizovaným režimom. Diódové lasery s synchronizovaným režimom typicky pracujú s vysokou opakovacou frekvenciou impulzov (niekoľko tisíc megahertzov) a strednou energiou impulzu.
Ultrarýchle laserové oscilátory môžu byť súčasťou ultrarýchlych laserových systémov, ktoré môžu zahŕňať aj ultrarýchly zosilňovač (napríklad zosilňovač s optickými vláknami) na zvýšenie špičkového výkonu a priemerného výstupného výkonu.
Čas uverejnenia: 20. júna 2023