لیزر فوق سریع چیست؟

الف. مفهوم لیزرهای فوق سریع

لیزرهای فوق سریع معمولاً به لیزرهایی با حالت قفل اشاره می کنند که برای انتشار پالس های فوق کوتاه استفاده می شوند، به عنوان مثال، پالس هایی با مدت زمان فمتوثانیه یا پیکوثانیه. نام دقیق تر لیزر پالس اولترا کوتاه است. لیزرهای پالس اولترا کوتاه، لیزرهای تقریبا حالت قفل هستند، اما اثر سوئیچینگ بهره نیز می تواند پالس های فوق کوتاه تولید کند.

ب- نوع لیزر فوق سریع

1. لیزرهای Ti-Sapphire که معمولاً با حالت لنز Kerr قفل می‌شوند، می‌توانند پالس‌هایی با مدت زمان حدود 5 fs تولید کنند. میانگین توان خروجی آنها معمولاً چند صد میلی‌وات است، با نرخ‌های تکرار پالس، مثلاً 80 مگاهرتز و ده‌ها فمتوثانیه یا کمتر، و مدت‌زمان پالس ده‌ها فمتوثانیه یا کمتر، که منجر به پیک قدرت بسیار بالا می‌شود. اما لیزرهای تیتانیوم یاقوت کبود نیاز به پمپاژ نور از برخی لیزرهای نور سبز دارند که آنها را پیچیده تر و گران تر می کند.

2. لیزرهای پمپ شده دیودی بر اساس، به عنوان مثال، کریستال های لیزر دوپ شده با ایتربیوم (کریستال یا شیشه) یا کروم وجود دارد که معمولاً از قفل کردن حالت غیرفعال SESAM استفاده می کنند. اگرچه مدت زمان پالس لیزرهای پمپ شده با دیود به کوتاهی مدت زمان پالس لیزرهای تیتانیوم یاقوت کبود نیست، لیزرهای پمپ شده با دیود می توانند منطقه پارامتر وسیعی را از نظر مدت زمان پالس، سرعت تکرار پالس و توان متوسط ​​پوشش دهند (به زیر مراجعه کنید). .

3. لیزرهای فیبر مبتنی بر الیاف شیشه ای دوپ شده با عناصر خاکی کمیاب نیز ممکن است به صورت غیرفعال در حالت قفل شوند، به عنوان مثال، با استفاده از چرخش قطبش غیرخطی یا SESAM. آنها نسبت به لیزرهای حجیم از نظر توان متوسط، به ویژه توان حداکثر، محدودتر هستند، اما می توانند به راحتی با تقویت کننده های فیبر ترکیب شوند. مقاله در مورد لیزرهای فیبر حالت قفل شده جزئیات بیشتری را ارائه می دهد.

(4) لیزرهای دیود با حالت قفل می توانند دستگاه های یکپارچه یا لیزرهای دیود حفره خارجی باشند و می توانند فعال، غیرفعال یا مختلط با حالت قفل شوند. به طور معمول، لیزرهای دایود با حالت قفل با نرخ تکرار پالس بالا (چند هزار مگاهرتز) با انرژی پالس متوسط ​​کار می کنند.

نوسانگرهای لیزری فوق سریع می توانند بخشی از سیستم های لیزری فوق سریع باشند که می تواند شامل تقویت کننده فوق سریع (مانند تقویت کننده فیبر نوری) برای افزایش حداکثر توان و متوسط ​​توان خروجی باشد.