Yfirlit yfir púlsað leysigeisla

Yfirlit yfirpúlsaðir leysir

Beinasta leiðin til að myndaleysirPúlsaframleiðsla er að bæta við mótunarbúnaði utan á samfellda leysigeislann. Þessi aðferð getur framleitt hraðasta píkósekúndupúlsinn, þótt einföld sé, en sóunarljósorka og hámarksafl getur ekki farið yfir samfellda ljósorku. Þess vegna er skilvirkari leið til að mynda leysigeislapúlsa að móta í leysigeislaholinu, geyma orku þegar slökkt er á púlsinum og losa hana þegar hann er kveikt. Fjórar algengar aðferðir sem notaðar eru til að mynda púlsa með leysigeislaholamótun eru styrkingarrofi, Q-rofi (tapsrofi), holatæming og hamlæsing.

Styrkjunarrofinn býr til stutta púlsa með því að stjórna dæluaflinu. Til dæmis geta hálfleiðarastyrkingarrofaðir leysir myndað púlsa frá nokkrum nanósekúndum upp í hundrað píkósekúndur með straumstýringu. Þó að púlsorkan sé lág er þessi aðferð mjög sveigjanleg, svo sem með því að bjóða upp á stillanlega endurtekningartíðni og púlsbreidd. Árið 2018 greindu vísindamenn við Háskólann í Tókýó frá femtósekúndustyrkingarrofa hálfleiðaraleysi, sem var bylting í 40 ára tæknilegri flöskuháls.

Sterkir nanósekúndupúlsar eru almennt myndaðir með Q-rofa leysigeislum, sem eru sendir út í nokkrum hringferðum í holrýminu, og púlsorkan er á bilinu nokkurra millijúla upp í nokkurra júla, allt eftir stærð kerfisins. Meðalorku púlsar (almennt undir 1 μJ) í píkósekúndu og femtósekúndu eru aðallega myndaðir með læstum leysigeislum. Það eru einn eða fleiri örstuttir púlsar í leysigeislahljóðnemanum sem ganga stöðugt í hringrás. Hver púls innan holrýmisins sendir púls í gegnum tengispegilinn og endurtíðnin er almennt á milli 10 MHz og 100 GHz. Myndin hér að neðan sýnir fullkomlega eðlilega dreifingu (ANDi) í sóliton femtósekúndu.trefjalaser tæki, sem flestir geta verið smíðaðir með stöðluðum íhlutum frá Thorlabs (ljósleiðara, linsu, festingu og tilfærslutöflu).

Hægt er að nota aðferð til að tæma holrýmið til aðQ-rofi leysirtil að fá styttri púlsa og stillanlega leysigeisla til að auka púlsorku með lægri endurtíðni.

Púlsar í tímasviði og tíðnisviði
Línulega lögun púlsins með tímanum er almennt tiltölulega einföld og hægt er að tákna hana með Gauss- og sech²-föllum. Púlstími (einnig þekktur sem púlsbreidd) er oftast táknaður með hálfhæðarbreidd (FWHM) gildi, það er breiddin þar sem ljósafl er að minnsta kosti helmingur af hámarksafli; Q-rofinn leysir býr til stutta nanósekúndupúlsa í gegnum
Hátlæstir leysir framleiða ofurstutta púlsa (USP) á bilinu tugir píkósekúnda til femtósekúnda. Háhraða rafeindabúnaður getur aðeins mælt allt að tugum píkósekúnda og styttri púlsa er aðeins hægt að mæla með eingöngu ljósfræðilegri tækni eins og sjálfstengingu, FROG og SPIDER. Þó að nanósekúndu- eða lengri púlsar breyti varla púlsbreidd sinni þegar þeir ferðast, jafnvel yfir langar vegalengdir, geta ofurstuttir púlsar orðið fyrir áhrifum af ýmsum þáttum:

Dreifing getur leitt til mikillar púlsvíkkunar en hægt er að þjappa henni aftur með gagnstæðri dreifingu. Eftirfarandi skýringarmynd sýnir hvernig Thorlabs femtósekúndu púlsþjöppan bætir upp fyrir smásjárdreifingu.

Ólínuleiki hefur almennt ekki bein áhrif á púlsbreiddina, en hún víkkar bandvíddina, sem gerir púlsinn viðkvæmari fyrir dreifingu við útbreiðslu. Allar gerðir ljósleiðara, þar á meðal aðrir styrkingarmiðlar með takmarkaða bandvídd, geta haft áhrif á lögun bandvíddarinnar eða ofurstuttan púls, og minnkun á bandvídd getur leitt til breikkunar með tímanum; Það eru einnig tilvik þar sem púlsbreidd sterks kvitrandi púlss styttist þegar litrófið þrengrar.