Laser cực nhanh là gì

A. Khái niệm về tia laser cực nhanh

Laser cực nhanh thường đề cập đến các laser bị khóa chế độ được sử dụng để phát ra các xung siêu ngắn, ví dụ, các xung của thời gian femtosecond hoặc picosecond. Một tên chính xác hơn sẽ là tia laser Ultrashort Pulse. Laser xung ultrashort là các laser bị khóa gần như chế độ, nhưng hiệu ứng chuyển đổi khuếch đại cũng có thể tạo ra các xung ultrashort.

B. loại laser siêu nhanh

1. Laser Ti-sapphire, thường bị khóa chế độ ống kính Kerr, có thể tạo ra các xung ngắn khoảng 5 fs trong thời gian. Công suất đầu ra trung bình của chúng thường là vài trăm milliwatts, với tốc độ lặp lại xung của, giả sử, 80 MHz và hàng chục giây hoặc ít hơn, và thời lượng xung của hàng chục femtoseconds hoặc ít hơn, dẫn đến công suất cực đại cực cao. Nhưng laser titan-sapphire yêu cầu bơm ánh sáng từ một số laser ánh sáng xanh, khiến chúng trở nên phức tạp và đắt tiền hơn.

2. Có nhiều loại laser được bơm diode khác nhau dựa trên, ví dụ, các tinh thể laser pha tạp ytterbium (tinh thể hoặc thủy tinh) hoặc laser pha tạp crom, thường sử dụng khóa chế độ thụ động SESAM. Mặc dù thời gian xung của laser được bơm diode không ngắn bằng thời gian xung của laser titan-sapphire, laser được bơm diode có thể bao gồm một vùng tham số rộng về thời lượng xung, tốc độ lặp lại xung và công suất trung bình (bên dưới).

3. Laser sợi dựa trên các sợi thủy tinh pha tạp với các nguyên tố đất hiếm cũng có thể được khóa chế độ thụ động, ví dụ, sử dụng xoay phân cực phi tuyến hoặc sesam. Chúng bị hạn chế hơn so với laser số lượng lớn về công suất trung bình, đặc biệt là công suất cực đại, nhưng có thể được kết hợp thuận tiện với các bộ khuếch đại sợi. Bài viết về Laser sợi bị khóa chế độ cung cấp thêm chi tiết.

. Thông thường, laser diode khóa chế độ hoạt động ở tốc độ lặp lại xung (vài nghìn megahertz) cao (vài nghìn megahertz) ở năng lượng xung vừa phải.

Các bộ tạo dao động laser cực kỳ có thể là một phần của các hệ thống laser cực nhanh, cũng có thể bao gồm bộ khuếch đại cực nhanh (như bộ khuếch đại sợi quang) để tăng công suất cực đại và công suất đầu ra trung bình.