The mest einfalt aðferð af framkalla leysir púlsar er til bæta við a mótara ytri til samfelld samfelldum leysir. þetta aðferð framleiðir púls sem hratt as píkósekúndur, sem er einfalt en sóun ljós- orka, og toppurinn afl getur ekki farið yfir samfelld ljósfræðilegt afl. Þess vegna, a meira duglegur aðferð af framköllun leysir púlsar er innanhols mótun, hvar orkan er geymd á á slökkt á tímanum af the springa og sleppt á á á the á réttum tíma.
The four common techniques used to generate pulses through modulation within the laser cavity are gain switching, Q-switching (loss switching), cavity inversion, and mode-locking.
Gain switching generates short pulses by modulating the pump power. For example, díóða gain-switched leysir eru fær af framkalla púls í svið af a fáar nanósekúndur til a hundrað píkósekúndur gegnum straum mótun. Þó the púls orka er lág, þetta aðferð er mjög sveigjanleg, fyrir dæmi, veita stillanleg endurtíðni og púls breidd. Vísindamenn á the Háskólinn af Tókýó tilkynnt a femtosecond gain-switched hálfleiðari leysir í 2018, merkjasending a bylting í a 40-ár tæknilegar flöskuháls.
Sterk nanósekúndur púlsar eru venjulega myndaðir af Q-skiptir leysir, hvar leysir er emitted inn a fáir hringir ferðir inni hola, með púls orka í svið af a fáum millijoules til a fáum millijoules til a fáum joules, háð á stærð af kerfið.
Miðlungs orka (almennt undir 1 μJ) picosecond og femtosecond púlsar eru myndað fyrst og fremst eftir hamlæst leysir, með einn eða meira ofurstuttir púlsar til staðar í a samfelld lykkju inn leysir ómur hola, með innanhols púlsa emitt einn á a tími gegnum úttak tenging spegill, og með a endurtíðni það er almennt í svið af 10 MHz til 100 GHz. The mynd undir sýnir an allt-eðlilegt dreifingu (ANDi) dissipative soliton femtosecond fiber laser uppsetning, sem get verið byggð með a stór meirihluti af Thorlabs' staðall íhlutir (trefjar, linsa, fjall, og tilfærsla stig).
Cavity inversion techniques can be used both for Q-switched lasers to obtain shorter pulses and for mode-locked lasers to increase the pulse energy at a lower re-frequency.
Tími og tíðni Lén Púlsar
The línuleg lögun af a púls yfir tími er almennt einfalt og get vera expressed as a Gaussian og sech² fall. Púls lengd (einnig þekkt sem púls breidd) er oft oft tjáð sem a hálf-breidd-mikil stærð (FWHM) gildi, i.e., the breidd spannað af an ljós af at minnst hálfur the toppur kraftur; stutt nanósekúndur púlsar eru framleiddir af Q-skiptir leysir, og ultrashort púlsar (USP) af a fáir tens af píkósekúndur til femtoseconds eru framleiddar af ham-læstar leysir. Háhraða rafeindatækni get mál aðeins a fáir spennur af píkósekúndur á h hraðast, og styttri púls get aðeins vera mæld með hjálp af hreinlega sjóntækni slíku sem autocorrelators, froskar, og köngulóar.
Ef the púls lögun er þekkt, samband milli púls orka (Ep)% 2c toppur kraftur (Pp)% 2c og púls breidd (𝜏p) er reiknað samkvæmt að eftirfarandi jafna:
where fs er a stuðull tengdur til the lögun af the púls, sem er u.þ.b. {{{0}}.94 fyrir Gaussíu púlsar og 0.88 fyrir sech² púlsar en er almennt áætlað eftir 1.
The bandbreidd af the púls getur ver tjáð í hugtök af tíðni, bylgjulengd, eða horn tíðni. If the bandwidth is small, the wavelength and frequency bandwidths are converted using the follow equation, where λ and ν are the center wavelength and frequency, respectively, og Δλ og Δν are the bandbreidd in bylgjulengd og tíðni, í sömu röð.
Bandbreidd mörk púls
Fyrir a sérstakur púls lögun, the púls hefur the minnsti litróf breidd í í fjarvera af kvak, sem er heitir the bandbreidd-takmörkuð eða Fourier-umbreyting-takmörkuð púls, where the afurð af púls tíma og tíðni bandbreidd er a constant, sem er kallað the time-bandwidth product (TBP). The product of the púls tími og tíðni bandbreidd er a fasti kallað the tíma-bandbreidd (TBP). The time-bandwidth products of the bandwidth-limited Gaussian and sech² pulses are about 0D1 og 0.315, hver um sig; the raunverulegt chirp af the púls og the uppsöfnuð hópseinkun dreifing getur ver reiknað frá þessu.
Þess vegna, mjór púls breidd require wider Fourier spectra. For example, a 10 fs púls verður hafa a bandbreidd af at minnst the röð af 30 THz, while an attosecond púls hefur an jafnvel meiri bandbreidd, og its center frequency must be well above any visible light frequency.
Þættir áhrif púls breidd
Á meðan nanósekúndu eða lengri púlsar breiðast út með lítið eða nei breyting í púls breidd, slétt yfir langar vegalengdir, ofurstutt púlsar geta verið áhrif af af þættir:
Krómatísk dreifing get blý til stór púls dreifingar, þó þeir geta verið endurþjappað með the andstæðu dreifingu, sem sýnd í skýringarmyndinni neðan, sem sýnir sýnir verkið af the Thorlabs Femtosecond Púls Þjappa til bæta fyrir smásjá dreifingu.
Ólínulegar almennt gera ekki beint áhrif á púlsinn breidd, en þeir geta blý til breiðari bandbreidd og gera púls meira næmar til dreifingu í fjölgun.
Allir tegund af trefjum (þar á meðal annað öðlast fjölmiðla með takmarkaða bandbreidd) getur áhrif the bandbreidd eða lögun af the ultrashort púls% 2c og a minnkun í bandbreidd getur leitt til tíma breikkun ; það eru líka tilfelli þar sem sterklega chirped púlsar hafa styttri púls breidd sem the litróf þrengist.
