పల్సెడ్ లేజర్‌ల అవలోకనం

యొక్క అవలోకనంపల్సెడ్ లేజర్స్

ఉత్పత్తి చేయడానికి అత్యంత ప్రత్యక్ష మార్గంలేజర్పప్పుధాన్యాలు నిరంతర లేజర్ వెలుపల మాడ్యులేటర్‌ను జోడించడం. ఈ పద్ధతి వేగవంతమైన పికోసెకండ్ పల్స్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయినప్పటికీ సరళమైనది, కాని వ్యర్థ కాంతి శక్తి మరియు గరిష్ట శక్తి నిరంతర కాంతి శక్తిని మించకూడదు. అందువల్ల, లేజర్ పప్పులను రూపొందించడానికి మరింత సమర్థవంతమైన మార్గం లేజర్ కుహరంలో మాడ్యులేట్ చేయడం, పల్స్ రైలు యొక్క ఆఫ్-టైమ్‌లో శక్తిని నిల్వ చేయడం మరియు దానిని సమయానికి విడుదల చేయడం. లేజర్ కుహరం మాడ్యులేషన్ ద్వారా పప్పులను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే నాలుగు సాధారణ పద్ధతులు లాభం స్విచింగ్, క్యూ-స్విచింగ్ (లాస్ స్విచింగ్), కుహరం ఖాళీ చేయడం మరియు మోడ్-లాకింగ్.

లాభ స్విచ్ పంప్ శక్తిని మాడ్యులేట్ చేయడం ద్వారా చిన్న పప్పులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, సెమీకండక్టర్ లాభం-స్విచ్డ్ లేజర్‌లు ప్రస్తుత మాడ్యులేషన్ ద్వారా కొన్ని నానోసెకన్ల నుండి వంద పికోసెకన్లకు పప్పులను ఉత్పత్తి చేయగలవు. పల్స్ శక్తి తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, సర్దుబాటు చేయగల పునరావృత పౌన frequency పున్యం మరియు పల్స్ వెడల్పును అందించడం వంటి ఈ పద్ధతి చాలా సరళమైనది. 2018 లో, టోక్యో విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు ఫెమ్టోసెకండ్ గెయిన్-స్విచ్డ్ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ను నివేదించారు, ఇది 40 సంవత్సరాల సాంకేతిక అడ్డంకిలో పురోగతిని సూచిస్తుంది.

బలమైన నానోసెకండ్ పప్పులు సాధారణంగా Q- స్విచ్డ్ లేజర్‌ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, ఇవి కుహరంలో అనేక రౌండ్ ట్రిప్పులలో విడుదలవుతాయి మరియు పల్స్ శక్తి వ్యవస్థ యొక్క పరిమాణాన్ని బట్టి అనేక మిల్లీజౌల్స్ పరిధిలో అనేక జౌల్స్‌కు ఉంటుంది. మధ్యస్థ శక్తి (సాధారణంగా 1 μJ కంటే తక్కువ) పికోసెకండ్ మరియు ఫెమ్టోసెకండ్ పప్పులు ప్రధానంగా మోడ్-లాక్ లేజర్ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడతాయి. లేజర్ రెసొనేటర్‌లో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అల్ట్రాషోర్ట్ పప్పులు ఉన్నాయి, ఆ చక్రం నిరంతరం. ప్రతి ఇంట్రాకావిటీ పల్స్ అవుట్పుట్ కలపడం అద్దం ద్వారా ఒక పల్స్ను ప్రసారం చేస్తుంది, మరియు రిఫ్వెన్సీ సాధారణంగా 10 MHz మరియు 100 GHz మధ్య ఉంటుంది. క్రింద ఉన్న బొమ్మ పూర్తిగా సాధారణ చెదరగొట్టడాన్ని చూపిస్తుంది (ఆండి) వెదజల్లుతున్న సోలిటన్ ఫెమ్టోసెకండ్ఫైబర్ లేజర్ పరికరం, వీటిలో ఎక్కువ భాగం థోర్లాబ్స్ ప్రామాణిక భాగాలను (ఫైబర్, లెన్స్, మౌంట్ మరియు డిస్ప్లేస్‌మెంట్ టేబుల్) ఉపయోగించి నిర్మించవచ్చు.

కుహరం ఖాళీ సాంకేతికతను ఉపయోగించవచ్చుQ- స్విచ్డ్ లేజర్స్తక్కువ రీఫిక్వెన్సీతో పల్స్ శక్తిని పెంచడానికి తక్కువ పప్పులు మరియు మోడ్-లాక్ లేజర్‌లను పొందడం.

టైమ్ డొమైన్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ డొమైన్ పప్పులు
సమయంతో పల్స్ యొక్క సరళ ఆకారం సాధారణంగా చాలా సులభం మరియు గాస్సియన్ మరియు సెచ్ ఫంక్షన్ల ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది. పల్స్ సమయం (పల్స్ వెడల్పు అని కూడా పిలుస్తారు) సాధారణంగా సగం-ఎత్తు వెడల్పు (FWHM) విలువ ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది, అనగా, ఆప్టికల్ శక్తి కనీసం సగం గరిష్ట శక్తిగా ఉన్న వెడల్పు; Q- స్విచ్డ్ లేజర్ ద్వారా నానోసెకండ్ షార్ట్ పప్పులను ఉత్పత్తి చేస్తుంది
మోడ్-లాక్ చేసిన లేజర్‌లు పదుల పికాసెకన్ల క్రమంలో అల్ట్రా-షార్ట్ పప్పులను (యుఎస్‌పి) ను ఫెమ్టోసెకన్లకు ఉత్పత్తి చేస్తాయి. హై-స్పీడ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ పదుల పికాసెకన్ల వరకు మాత్రమే కొలవగలవు మరియు తక్కువ పప్పులను ఆటోకోరిలేటర్లు, కప్ప మరియు సాలీడు వంటి పూర్తిగా ఆప్టికల్ టెక్నాలజీలతో మాత్రమే కొలవవచ్చు. నానోసెకండ్ లేదా ఎక్కువ పప్పులు ప్రయాణించేటప్పుడు వాటి పల్స్ వెడల్పును మార్చవు, ఎక్కువ దూరం కూడా, అల్ట్రా-షార్ట్ పప్పులు వివిధ కారకాల ద్వారా ప్రభావితమవుతాయి:

చెదరగొట్టడం వల్ల పెద్ద పల్స్ విస్తరణ వస్తుంది, కానీ వ్యతిరేక చెదరగొట్టడంతో తిరిగి కంప్రెస్ చేయవచ్చు. కింది రేఖాచిత్రం థోర్లాబ్స్ ఫెమ్టోసెకండ్ పల్స్ కంప్రెసర్ మైక్రోస్కోప్ చెదరగొట్టడానికి ఎలా భర్తీ చేస్తుందో చూపిస్తుంది.

నాన్ లీనియారిటీ సాధారణంగా పల్స్ వెడల్పును నేరుగా ప్రభావితం చేయదు, కానీ ఇది బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను విస్తృతం చేస్తుంది, ఇది ప్రచారం సమయంలో పల్స్ చెదరగొట్టే అవకాశం ఉంది. పరిమిత బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో ఇతర లాభ మాధ్యమంతో సహా ఏ రకమైన ఫైబర్ అయినా బ్యాండ్‌విడ్త్ లేదా అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ ఆకారాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ తగ్గడం సమయం విస్తరించడానికి దారితీస్తుంది; స్పెక్ట్రం ఇరుకైనప్పుడు బలంగా చిలిపి పల్స్ యొక్క పల్స్ వెడల్పు తక్కువగా ఉన్న సందర్భాలు కూడా ఉన్నాయి.