Čo je ultrarýchly laser

A. Koncept ultrarýchlych laserov

Ultrarýchle lasery sa zvyčajne týkajú laserov s uzamknutým režimom, ktoré sa používajú na vysielanie ultrakrátkych impulzov, napríklad impulzov s trvaním femtosekundy alebo pikosekundy.Presnejší názov by bol ultrakrátky pulzný laser.Lasery s ultrakrátkymi impulzmi sú lasery s takmer uzamknutým režimom, ale efekt prepínania zisku môže tiež produkovať ultrakrátke impulzy.

B. Typ ultrarýchleho lasera

1. Ti-zafírové lasery, zvyčajne so zablokovaným režimom šošoviek Kerr, môžu produkovať impulzy s trvaním približne 5 fs.Ich priemerný výstupný výkon je zvyčajne niekoľko stoviek miliwattov, s frekvenciou opakovania impulzov povedzme 80 MHz a desiatkami femtosekúnd alebo menej a trvaním impulzov v desiatkach femtosekúnd alebo menej, čo vedie k extrémne vysokému špičkovému výkonu.Titánovo-zafírové lasery však vyžadujú čerpanie svetla z niektorých zelených laserov, čo ich robí zložitejšími a drahšími.

2. Existujú rôzne diódy čerpané lasery založené napríklad na laserových kryštáloch dopovaných yterbiom (kryštál alebo sklo) alebo chrómom, ktoré zvyčajne využívajú blokovanie pasívneho režimu SESAM.Hoci trvanie impulzu diódovo-pumpovaných laserov nie je také krátke ako trvanie impulzu titánovo-zafírových laserov, diódové lasery môžu pokryť širokú oblasť parametrov, pokiaľ ide o trvanie impulzu, frekvenciu opakovania impulzov a priemerný výkon (pozri nižšie). .

3. Vláknové lasery založené na sklenených vláknach dopovaných prvkami vzácnych zemín môžu byť tiež pasívne blokované režimom, napríklad pomocou rotácie nelineárnej polarizácie alebo SESAM.Sú obmedzenejšie ako hromadné lasery, pokiaľ ide o priemerný výkon, najmä špičkový výkon, ale možno ich pohodlne kombinovať s vláknovými zosilňovačmi.Viac podrobností poskytuje článok o vláknových laseroch s uzamknutým režimom.

(4) Diódové lasery s uzamknutým režimom môžu byť integrálnymi zariadeniami alebo diódovými lasermi s vonkajšou dutinou a môžu byť aktívne, pasívne alebo so zmiešaným režimom.Typicky diódové lasery s uzamknutým režimom pracujú s vysokou (niekoľko tisíc megahertzov) frekvenciou opakovania impulzov pri strednej energii impulzov.

Ultrarýchle laserové oscilátory môžu byť súčasťou ultrarýchlych laserových systémov, ktoré môžu zahŕňať aj ultrarýchly zosilňovač (ako je zosilňovač z optických vlákien) na zvýšenie špičkového výkonu a priemerného výstupného výkonu.