అతివేగ లేజర్ అంటే ఏమిటి?

ఎ. అతివేగ లేజర్‌ల భావన

అతివేగవంతమైన లేజర్‌లు సాధారణంగా అతి తక్కువ నిడివి గల పల్స్‌లను, ఉదాహరణకు ఫెమ్టోసెకండ్ లేదా పికోసెకండ్ వ్యవధి గల పల్స్‌లను విడుదల చేయడానికి ఉపయోగించే మోడ్-లాక్డ్ లేజర్‌లను సూచిస్తాయి. దీనికి మరింత కచ్చితమైన పేరు అతిస్వల్ప పల్స్ లేజర్. అతిస్వల్ప పల్స్ లేజర్‌లు దాదాపుగా మోడ్-లాక్డ్ లేజర్‌లే, కానీ గెయిన్ స్విచింగ్ ప్రభావం కూడా అతిస్వల్ప పల్స్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలదు.

బి. అతివేగ లేజర్ రకం

1. టైటానియం-సఫైర్ లేజర్‌లు, సాధారణంగా కెర్ లెన్స్ మోడ్-లాక్ చేయబడి, సుమారు 5 ఫెమ్టోసెకన్ల (fs) నిడివి గల పల్స్‌లను ఉత్పత్తి చేయగలవు. వాటి సగటు అవుట్‌పుట్ పవర్ సాధారణంగా కొన్ని వందల మిల్లీవాట్లు ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, 80MHz పల్స్ రిపీటేషన్ రేట్లు మరియు పదుల ఫెమ్టోసెకన్లు లేదా అంతకంటే తక్కువ నిడివి, మరియు పల్స్ వ్యవధులు పదుల ఫెమ్టోసెకన్లు లేదా అంతకంటే తక్కువగా ఉండటం వలన, అత్యంత అధిక పీక్ పవర్ లభిస్తుంది. కానీ టైటానియం-సఫైర్ లేజర్‌లకు కొన్ని గ్రీన్-లైట్ లేజర్‌ల నుండి పంపింగ్ లైట్ అవసరం, ఇది వాటిని మరింత సంక్లిష్టంగా మరియు ఖరీదైనవిగా చేస్తుంది.

2. ఉదాహరణకు, యటెర్బియం-డోప్డ్ (క్రిస్టల్ లేదా గ్లాస్) లేదా క్రోమియం-డోప్డ్ లేజర్ క్రిస్టల్స్ ఆధారంగా వివిధ డయోడ్-పంప్డ్ లేజర్‌లు ఉన్నాయి, ఇవి సాధారణంగా SESAM పాసివ్ మోడ్-లాకింగ్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. డయోడ్-పంప్డ్ లేజర్‌ల పల్స్ వ్యవధి టైటానియం-సఫైర్ లేజర్‌ల పల్స్ వ్యవధి అంత తక్కువగా లేనప్పటికీ, డయోడ్-పంప్డ్ లేజర్‌లు పల్స్ వ్యవధి, పల్స్ రిపీటేషన్ రేట్ మరియు సగటు పవర్ (క్రింద చూడండి) పరంగా విస్తృత పారామీటర్ ప్రాంతాన్ని కవర్ చేయగలవు.

3. అరుదైన భూ మూలకాలతో డోప్ చేయబడిన గాజు ఫైబర్‌లపై ఆధారపడిన ఫైబర్ లేజర్‌లను, ఉదాహరణకు, నాన్‌లీనియర్ పోలరైజేషన్ రొటేషన్ లేదా SESAM ఉపయోగించి, పాసివ్‌గా మోడ్-లాక్ చేయవచ్చు. సగటు పవర్, ముఖ్యంగా పీక్ పవర్ విషయంలో ఇవి బల్క్ లేజర్‌ల కంటే ఎక్కువ పరిమితులను కలిగి ఉంటాయి, కానీ వీటిని ఫైబర్ యాంప్లిఫైయర్‌లతో సౌకర్యవంతంగా కలపవచ్చు. మోడ్-లాక్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌లపై ఉన్న వ్యాసం మరిన్ని వివరాలను అందిస్తుంది.

(4) మోడ్-లాక్డ్ డయోడ్ లేజర్‌లు ఇంటిగ్రల్ పరికరాలుగా లేదా బాహ్య కుహరం డయోడ్ లేజర్‌లుగా ఉండవచ్చు మరియు యాక్టివ్, పాసివ్ లేదా మిశ్రమ మోడ్-లాక్డ్ కావచ్చు. సాధారణంగా, మోడ్-లాక్డ్ డయోడ్ లేజర్‌లు మితమైన పల్స్ శక్తి వద్ద అధిక (కొన్ని వేల మెగాహెర్ట్జ్) పల్స్ పునరావృత రేటుతో పనిచేస్తాయి.

అతివేగ లేజర్ ఆసిలేటర్లు అతివేగ లేజర్ వ్యవస్థలలో భాగంగా ఉండవచ్చు, వీటిలో గరిష్ట శక్తిని మరియు సగటు అవుట్‌పుట్ శక్తిని పెంచడానికి ఒక అతివేగ యాంప్లిఫైయర్ (ఫైబర్ ఆప్టిక్ యాంప్లిఫైయర్ వంటిది) కూడా ఉండవచ్చు.