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2024-07-26 14:25 |
超快激光器介紹
超快激光器(Ultrafast Lasers) YWLj?+ 定義:發(fā)射超快脈沖的激光器。 {mg2pfhB! 超快激光器通常指用于發(fā)射超短脈沖的鎖模激光器,例如,持續(xù)時間為飛秒或皮秒的脈沖。更精確的叫法應為超短脈沖激光器。而超短脈沖激光器幾乎都是鎖模激光器,然而增益開關效應也可以產(chǎn)生超短脈沖。 ! mHO$bQ" vzM^$V 超快激光器的種類(Types of Ultrafast Lasers) ueudRb $i&zex{\ 以下簡要列出了最重要的超快速激光器的種類: S'" Df5
- 鈦-藍寶石激光器,通常是克爾透鏡鎖模,最短可以產(chǎn)生持續(xù)時間低至約5 fs的脈沖。它們的平均輸出功率通常為幾百毫瓦,帶有例如80MHz的脈沖重復頻率和幾十飛秒或更短,脈沖持續(xù)時間為幾十飛秒或更短,導致一個極大的峰值功率。但鈦-藍寶石激光器需要來自一些綠光激光器的泵浦光,這使得它們更加復雜和昂貴。
- 存在各種基于例如摻鐿(晶體或玻璃)或摻鉻的激光晶體的二極管泵浦激光器。它們通常使用SESAM被動鎖模。盡管二極管泵浦激光器的脈沖持續(xù)時間并不如鈦-藍寶石激光器的脈沖持續(xù)時間那樣短,但二極管泵浦激光器在脈沖持續(xù)時間、脈沖重復率和平均功率(見下文)等方面都能覆蓋很寬的參數(shù)區(qū)域。
- 基于摻雜稀土元素的玻璃光纖的光纖激光器也可以是被動鎖模的,例如,使用非線性偏振旋轉或SESAM。在平均功率,特別是峰值功率方面,它們比體激光器更受限制,但可以方便地與光纖放大器組合。關于鎖模光纖激光器的文章給出了更多的細節(jié)。
- 鎖模二極管激光器可以是整體器件或外腔二極管激光器,并且可以是主動的,被動的或混合鎖模。通常,鎖模二極管激光器以適中的脈沖能量在高的(數(shù)千兆赫茲)脈沖重復率下工作。
超快激光振蕩器可以是超快激光系統(tǒng)的一部分,其也可以包括一個超快放大器(例如光纖放大器),以增加峰值功率和平均輸出功率。 Y7|EIAU5Y +%'(!A?*` 物理現(xiàn)象(Physical Phenomena) ]G\}k aUp
g u" 以下超快光學和超快激光物理學的現(xiàn)象是與超短脈沖激光器最為相關: A"]YM'.
- 克爾效應引起自相位調(diào)制,自相位調(diào)制是一種緊隨著脈沖強度的折射率的變化。它也引起克爾透鏡鎖模。當非線性具有有限的響應時間時,會發(fā)生例如拉曼散射和自陡效應等相關非線性效應。色散對這種脈沖形成時的非線性效應有很大的影響。
- 用于被動鎖定的可飽和吸收體引入損耗,在高的光強度下會降低。即使是所謂的緩慢吸收體,損耗的變化通常在脈沖后幾個皮秒內(nèi)恢復。
超快激光器及其應用的研究領域稱為超快激光物理學和超快光學。它包括超快激光器中發(fā)生的各種效應,還包括可以使用超短激光脈沖進行研究的現(xiàn)象。這些應用領域包括,例如高強度物理學(→高次諧波的產(chǎn)生),頻譜檢測,激光光譜學和太赫茲科學。它還有廣泛的工業(yè)應用,隨著緊湊、高功率和成本劃算的鎖模激光器的出現(xiàn),工業(yè)應用變得更具吸引力,包括諸如飛秒材料加工(特別是微加工,波導寫入),醫(yī)學治療(例如眼科學),激光顯微術和斷層掃描,計量學(例如,采用頻率梳),采用電光采樣的高速電子學特征,通過光學采樣的太赫茲光譜學,和光纖通信。 ^W^OfY ;pAK_> V88p;K$+ 超短脈沖產(chǎn)生領域的發(fā)展(Developments in the Field of Ultrashort Pulse Generation) hb$Ce'}N jp,4h4C^) 超短脈沖發(fā)生領域已經(jīng)發(fā)展了大約三十年,因此被認為是相對成熟的。一些最重要的或多或少已實現(xiàn)的進展如下: 7!
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