რა არის ულტრასწრაფი ლაზერი

ა. ულტრასწრაფი ლაზერების კონცეფცია

ულტრასწრაფი ლაზერები, როგორც წესი, რეჟიმით დაბლოკილ ლაზერებს გულისხმობენ, რომლებიც გამოიყენება ულტრამოკლე იმპულსების გამოსასხივებლად, მაგალითად, ფემტოწამიანი ან პიკოწამიანი ხანგრძლივობის იმპულსების. უფრო ზუსტი სახელწოდება იქნებოდა ულტრამოკლე იმპულსური ლაზერი. ულტრამოკლე იმპულსური ლაზერები თითქმის რეჟიმით დაბლოკილი ლაზერებია, მაგრამ გაძლიერების გადართვის ეფექტს ასევე შეუძლია ულტრამოკლე იმპულსების წარმოქმნა.

B. ულტრასწრაფი ლაზერის ტიპი

1. ტიტან-საფირონის ლაზერები, რომლებიც ჩვეულებრივ Kerr-ის ლინზის რეჟიმით ფიქსირდება, შეუძლიათ წარმოქმნან დაახლოებით 5 fs ხანგრძლივობის მოკლე იმპულსები. მათი საშუალო გამომავალი სიმძლავრე, როგორც წესი, რამდენიმე ასეული მილივატია, პულსის გამეორების სიხშირით, ვთქვათ, 80 MHz და ათობით ფემტოწამი ან ნაკლები, და იმპულსის ხანგრძლივობით ათობით ფემტოწამი ან ნაკლები, რაც იწვევს უკიდურესად მაღალ პიკურ სიმძლავრეს. თუმცა, ტიტან-საფირონის ლაზერები საჭიროებენ ზოგიერთი მწვანე სინათლის ლაზერის სინათლის გამოტუმბვას, რაც მათ უფრო რთულს და ძვირადღირებულს ხდის.

2. არსებობს სხვადასხვა დიოდური ტუმბოს ლაზერები, რომლებიც დაფუძნებულია, მაგალითად, იტერბიუმის დოპირებულ (კრისტალის ან მინის) ან ქრომის დოპირებულ ლაზერულ კრისტალებზე, რომლებიც ჩვეულებრივ იყენებენ SESAM-ის პასიურ რეჟიმის ბლოკირებას. მიუხედავად იმისა, რომ დიოდური ტუმბოს ლაზერების იმპულსის ხანგრძლივობა არ არის ისეთი მოკლე, როგორც ტიტან-საფირონის ლაზერების იმპულსის ხანგრძლივობა, დიოდური ტუმბოს ლაზერებს შეუძლიათ მოიცვან ფართო პარამეტრული რეგიონი იმპულსის ხანგრძლივობის, იმპულსის გამეორების სიხშირის და საშუალო სიმძლავრის თვალსაზრისით (იხილეთ ქვემოთ).

3. იშვიათმიწა ელემენტებით დოპირებული მინის ბოჭკოების ბაზაზე დაფუძნებული ბოჭკოვანი ლაზერები ასევე შეიძლება იყოს პასიურად რეჟიმით ბლოკირებული, მაგალითად, არაწრფივი პოლარიზაციის ბრუნვის ან SESAM-ის გამოყენებით. ისინი უფრო შეზღუდულია, ვიდრე მოცულობითი ლაზერები საშუალო სიმძლავრის, განსაკუთრებით პიკური სიმძლავრის თვალსაზრისით, მაგრამ შეიძლება მოხერხებულად გაერთიანდეს ბოჭკოვან გამაძლიერებლებთან. რეჟიმით ბლოკირებული ბოჭკოვანი ლაზერების შესახებ სტატიაში მოცემულია დამატებითი დეტალები.

(4) რეჟიმით ბლოკირებული დიოდური ლაზერები შეიძლება იყოს ინტეგრალური მოწყობილობები ან გარე ღრუს დიოდური ლაზერები და შეიძლება იყოს აქტიური, პასიური ან შერეული რეჟიმით ბლოკირებული. როგორც წესი, რეჟიმით ბლოკირებული დიოდური ლაზერები მუშაობენ მაღალი (რამდენიმე ათასი მეგაჰერცი) იმპულსური გამეორების სიხშირით ზომიერი იმპულსური ენერგიით.

ულტრასწრაფი ლაზერული ოსცილატორები შეიძლება იყვნენ ულტრასწრაფი ლაზერული სისტემების ნაწილი, რომლებიც ასევე შეიძლება მოიცავდნენ ულტრასწრაფ გამაძლიერებელს (მაგალითად, ბოჭკოვანი ოპტიკური გამაძლიერებელს) პიკური და საშუალო გამომავალი სიმძლავრის გასაზრდელად.