A. Концепція надшвидких лазерів
Ультрашвидкі лазери зазвичай відносяться до лазерів із синхронізацією мод, що використовуються для випромінювання надкоротких імпульсів, наприклад, імпульсів фемтосекундної або пікосекундної тривалості. Точнішою назвою було б лазер ультракоротких імпульсів. Лазери ультракоротких імпульсів майже є лазерами із синхронізацією мод, але ефект перемикання коефіцієнта посилення також може створювати ультракороткі імпульси.
B. Тип надшвидкого лазера
1. Титан-сапфірові лазери, зазвичай із синхронізацією мод на основі лінзи Керра, можуть генерувати імпульси тривалістю близько 5 фс. Їхня середня вихідна потужність зазвичай становить кілька сотень міліват, з частотою повторення імпульсів, скажімо, 80 МГц та десятками фемтосекунд або менше, а тривалістю імпульсів десятки фемтосекунд або менше, що призводить до надзвичайно високої пікової потужності. Але титан-сапфірові лазери вимагають накачування світла від деяких лазерів зеленого світла, що робить їх складнішими та дорожчими.
2. Існують різні лазери з діодним накачуванням, засновані, наприклад, на лазерних кристалах, легованих ітербієм (кристал або скло) або хромом, які зазвичай використовують пасивну синхронізацію мод SESAM. Хоча тривалість імпульсу лазерів з діодним накачуванням не така коротка, як тривалість імпульсу титан-сапфірових лазерів, лазери з діодним накачуванням можуть охоплювати широкий діапазон параметрів з точки зору тривалості імпульсу, частоти повторення імпульсів та середньої потужності (див. нижче).
3. Волоконні лазери на основі скляних волокон, легованих рідкоземельними елементами, також можуть бути пасивно синхронізовані за модами, наприклад, за допомогою нелінійного обертання поляризації або SESAM. Вони мають більш обмежені можливості, ніж об'ємні лазери, з точки зору середньої потужності, особливо пікової потужності, але їх можна зручно поєднувати з волоконними підсилювачами. Більш детальна інформація наведена у статті про волоконні лазери з синхронізацією мод.
(4) діодні лазери з синхронізацією мод можуть бути інтегральними пристроями або діодними лазерами із зовнішнім резонатором, і можуть бути з активною, пасивною або змішаною синхронізацією мод. Як правило, діодні лазери з синхронізацією мод працюють з високою (кілька тисяч мегагерц) частотою повторення імпульсів при помірній енергії імпульсу.
Надшвидкі лазерні генератори можуть бути частиною надшвидких лазерних систем, які також можуть включати надшвидкий підсилювач (наприклад, волоконно-оптичний підсилювач) для збільшення пікової потужності та середньої вихідної потужності.
Час публікації: 20 червня 2023 р.