Комбинированная синхронизация мод

Создание высокостабильных YAG Nd + лазеров с активной и пассивной синхронизацией мод и высокоэффективных удвоителей частоты на кристаллах КТР (сейчас речь идет уже о получении средних мощностей второй гармоники до 10 Вт) привело к быстрому развитию разнообразных схем синхронной накачки лазеров на красителях. Для повышения стабильности и сокращений длительности синхронно-накачиваемых лазеров применяются различные схемы комбинированной синхронизации мод. На выходе уверенно получаются тщательно сформированные спектрально-ограниченные импульсы с длительностью менее 100 фс. Разработкой таких лазеров занимаются многие лаборатории, и сейчас они успешно конкурируют, а во многих случаях даже превышают по своим характеристикам лазеры с пассивной синхронизацией мод. [c.246]

Комбинированная синхронизация мод. При использовании метода пассивной синхронизации мод пикосекундных лазеров достигаются меньшие длительности импульсов и большая стабильность параметров излучения, а при активной синхронизации мод — более высокие энергетические характеристики. Одновременное использование обоих подходов в схемах синхронной накачки пикосекундных лазеров приводит во многих случаях к оптимальным результатам [28]. [c.253]

Причина такого свойства расстроенных характеристик заключается в том, что при комбинированной синхронизации мод активные среды могут компенсировать значительные расстройки резонаторов. Поглощающая среда вносит отрицательные задержки, а усиливающая — положительные. Отметим еще значительное повышение стабильности режима генерации по сравнению с чисто активной синхронизацией мод. [c.254]

Рис. 6.2. Схематическое представление процесса укорочения импульса в лазере на красителе с пассивной синхронизацией мод. Комбинированное действие процессов насыщения усилителя и поглотителя обеспечивает укорочение фронтов импульса и усиление его пика.

Лазер на YAG с непрерывной накачкой может быть использован и в комбинированном режиме с одновременной модуляцией добротности и активной синхронизацией мод. Обычно для модуляции добротности используется акустооптический модулятор с бегущей волной, а для синхронизации — такой же модулятор, но со стоячей звуковой волной. В этом случае выход лазера состоит из цугов, содержащих около 30 пикосекундных импульсов, следующих друг за другом с частотой работы модулятора добротности (обычно 1—10 кГц) сами же пикосекундные импульсы имеют повышенную мощность (примерно до 1 МВт). [c.48]

Комбинированный метод синхронизации мод. Свойства сверхкоротких световых импульсов, получаемых при пассивной синхронизации (самосинхронизации) мод, отличаются от свойств импульсов, получаемых при активной синхронизации. При пассивной синхронизации удается реализовать длительность импульса, близкую к предельной длительности, определяемой шириной линии усиления. При активной же синхронизации длительность импульса оказывается существенно больше (на порядок и выше). С другой стороны, при пассивной синхронизации время появления последовательности сверхкоротких световых импульсов может флуктуировать в пределах до 10—100 мкс параметры импульсов воспроизводятся от одного импульса накачки к другому лишь с некоторой вероятностью. Импульсы же, получаемые при активной синхронизации, характеризуются высокой стабильностью параметров. [c.383]

Оптимальные результаты ищутся на пути, использующем комбинированный метод синхронизации мод. В этом случае внутри резонатора помещают просветляющийся филЬтр и синхронизатор мод активного типа используется также со- [c.383]

На рис. 3.52 сравниваются световые импульсы, полученные в случаях активной и комбинированно синхронизации продольных мод [119]. Импульс 1 получен в рубиновом лазере с использованием электрооптического синхронизатора мод на основе кристалла ниобата лития импульс [c.384]

Синхронизация мод активная 380, 381, 406 -- комбинированная 383 [c.432]

До недавнего времени фемтосекундные лазеры с пассивной синхронизацией мод работали в сравнительно узком диапазоне длин волн 610—640 нм, определяемом выбором усиливающего и поглощающего красителей (родамин 6Ж и DOD I). Авторы [16] подобрали семь пар красителей, позволяющих перекрыть спектральный диапазон от 550 до 700 нм. Дальнейшее продвижение в ИК диапазон осуществлено в работе [17], авторы которой в схеме с комбинированной синхронизацией мод получили импульсы длительностью до 65 фс на длине волны излучения 850 нм и продемонстрировали перестройку в интервале длин волн 840—880 нм. [c.248]

Существенной особенностью лазеров с комбинированной синхронизацией мод оказывается сравнительно слабая зависимость длительности импульса генерации от расстройки длин резонаторов [29]. Это снижает требования к точности настройки резонаторов и стабильности параметров лазера накачки. В области больших отрицательных расстроек длительность импульса практически не меняется при изменении AL, а падает его энергия. При дальнейшем увеличении jALI наступает новый режим генерации — пульсирующий. В этом режиме импульс формируется за 400—500 проходов, затем медленно перемещается вперед во времени и пропадает, далее начинает формироваться новый импульс и процесс повторяется. Импульсов сателлитов, или сложной субструктуры при этом не наблюдается. [c.254]

Перейдем к анализу схем, в которых использована комбинированная синхронизация мод. В результате применения струи, состоящей из смеси родамина 6Ж и поглотителя DQO I, авторами [301 получены импульсы с длительностью 70 фс при средней мощности излучения 30 мВт. Накачка производилась импульсами второй гармоники YAG лазера, средняя мощность излучения накачки 300 мВт. [c.254]

Оригинальный подход к измерениям временных зависимостей ин-тенсивности и фазы фемтосекундных импульсов реализован авторами [98]. Измеряемый импульс направляется в интерферометр Майкель-сона, в одно из плеч которого помещена стеклянная пластинка (типичная толщина 5 см) с известными дисперсионными свойствами. На выходе интерферометра регистрируется кросс-корреляционная функция поля исходного и уширенного, в результате прохождения сквозь диспергирующую пластину, импульсов. Детали нетривиального алгоритма восстановления временного распределения фазы по интерферо-метрической кросс-корреляционной функции приведены в [98]. Иллюстрацией практического применения служит нахождение временного поведения фазы фемтосекундного импульса (т - 10 фс), генерируемого лазером на красителе с антирезонансным кольцом в режимах пассивной и комбинированной синхронизации мод. Показано, что частотная модуляция генерируемых импульсов обусловлена измене- [c.285]

В различных применениях особенно пригодными для осуществления пассивной синхронизации мод оказались твердотельные лазеры и лазеры на красителях. Но они существенно различаются между собой не только по параметрам генерируемых импульсов, но и по самому механизму процесса генерации. Пассивная синхронизация мод в лазере на красителе характеризуется тем, что время релаксации лазерного красителя имеет тот же порядок величины, что и время прохода через резонатор вместе с тем оно велико по сравнению с длительностью импульса в установившемся состоянии лазера с непрерывной накачкой точно так же, как и время релаксации красителя, служащего поглотителем. Это условие приводит к тому, что снижение усиления играет важную роль в формировании импульса. Благодаря комбинированному действию насыщаюш,егося поглотителя (ослабляющего передний фронт импульса) и усилителя (ослабляющего задний фронт импульса) становится возможным такой режим лазера, при котором образуется ультракороткий импульс. В отличие от лазера на красителе синхронизация мод в твердотельном лазере характеризуется тем, что время релаксации усилителя очень велико по сравнению с временем прохода в резонаторе. При этом условии основой формирования ультракороткого импульса служит следующий механизм. Быстро релаксирующий насыщающийся поглотитель выделяет один-единственный интенсивный флуктуационный максимум из флуктуирующего шумового фона. Далее этот пик интенсивности [c.97]

Теоретическое исследование лазеров на красителях с пассивной синхронизацией мод было впервые выполнено Нью на основе скоростных уравнений [6.8, 6.9]. Он показал, что использование комбинированного действия насыщающегося поглощения и снижения усиления позволяет ускорить процесс укорочения импульса при надлежащем выборе параметров лазера, обеспечивающем подавление импульса на фронтах и усиление его пика. (Эту область параметров называют также статической зоной укорочения импульса.) Такой анализ не учитывал частотно-зависимых эффектов и эффектов ограничения полосы частот. Это не позволило описать стационарный режим и теоретически оценить достижимые длительности импульсов, их форму и т. д. (в приближении применения скоростных уравнений длительность импульса с ростом числа его проходов стремится к нулю). Простое аналитическое описание стационарного режима было сделано Хаусом. Он учел зависящее от частоты действие оптического фильтра [6.10], но одновременно использовал ряд приближений, такие, как малая (по сравнению с энергией насыщения усилителя и поглотителя) энергия импульсов и малые потери и усиление за один проход, что сильно ограничило область применимости полученного решения. В результате этого допустимые параметры лазера оказались заключенными в весьма малую область, не содержащую зачастую экспериментально реализуемых величин В дальнейшем изложении мы будем следовать одной из работ Хермана и Вайднера, в которой процесс синхронизации мод исследовался при более общих условиях и на энергию импульсов, потери и коэффициент усиления никаких ограничений не налагалось [6.11]. [c.189]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...