ال الأكثر مباشرة طريقة من توليد ليزر نبضات هو إلى إضافة أ المغير خارجي إلى ال مستمر ليزر. هذا الطريقة ينتج نبضات ك سريع ك بيكو ثانية٪ 2c التي هي بسيطة ولكن النفايات بصرية طاقة٪ 2c و الذروة الطاقة لا يمكن تجاوز ال مستمر بصري قوة. لذلك٪ 2c a more كفاءة طريقة من توليد ليزر نبضات هو داخل التجويف التحوير ٪ 2c حيث الطاقة هو المخزنة في ال وقت التوقف من ال انفجار و صدر في ال في الوقت المحدد.
ال أربعة مشترك تقنيات مستخدمة إلى توليد نبضات من خلال تعديل داخل الليزر تجويف هي كسب تبديل٪ 2c Q- التبديل (الخسارة التبديل)٪ 2c تجويف انعكاس٪ 2c و قفل الوضع.
كسب تبديل يولد قصير نبضات عن طريق تعديل ال مضخة قوة. ل مثال٪ 2c الصمام الثنائي تبديل الكسب الليزر هل قادر من توليد نبضات في النطاق من a قليل نانوثانية إلى a مائة بيكو ثانية من خلال التيار التعديل. على الرغم من النبض الطاقة هو منخفض ٪ 2c هذا الطريقة هو جدا مرن٪ 2c ل مثال ٢c توفير قابل للضبط إعادة التردد و النبض العرض. الباحثون في الجامعة من طوكيو ذكرت أ فيمتو ثانية تبديل الكسب أشباه الموصلات الليزر في 2018٪ 2c الإشارات a اختراق في a ٪ 7b٪ 7b4٪ 7d٪ 7dyear التكنولوجية عنق الزجاجة.
قوي نانوثانية نبضات هي عادة ولدت بواسطة Q-switched lasers٪ 2c حيث الليزر هو ينبعث داخل a قليل جولة رحلات داخل ال تجويف٪ 2c مع نبض طاقات في ال المدى من a قليل ميليجول إلى a قليل جول ٪ 2c اعتمادا على ال حجم من النظام .
معتدل طاقة (بشكل عام أقل 1 ٪ ce٪ bcJ) بيكو ثانية و فيمتو ثانية نبضات هي ولدت بشكل أساسي بواسطة وضع مغلق ليزر ٪ 2c مع واحد أو أكثر فائقة القصر نبضات حاضر في a مستمر حلقة داخل الليزر رنين تجويف٪ 2c مع ال داخل التجويف نبضات منبعثة واحد عند أ الوقت من خلال ال الإخراج اقتران مرآة٪ 2c و مع a إعادة التردد هذا هو بشكل عام في النطاق من 10 ميغاهيرتز إلى 100 غيغاهرتز. الشكل أدناه يظهر an كل طبيعي التشتت (ANDi) تبديد سوليتون فيمتو ثانية ألياف ليزر إعداد٪ 2c والتي يمكن أن تكون مبنية مع a كبير الأغلبية من Thorlabs٪ 27 قياسي مكونات (ألياف٪ 2c عدسة٪ 2c جبل٪ 2c و إزاحة مرحلة).
تجويف انعكاس تقنيات يمكن أن تكون مستخدمة كلاهما ل Q-switched ليزر إلى الحصول أقصر نبضات و من أجل وضع مغلق ليزر إلى زيادة نبضة طاقة عند أ أقل إعادة التردد.
الوقت و التردد المجال النبضات
ال خطي شكل من أ نبضة أكثر من الوقت هو بشكل عام بسيط و يمكن يكون معبر عنه ك أ غاوسي و sech٪ c2٪ b2 وظيفة. نبضة مدة (أيضا معروف ك نبضة عرض) هو معظم في كثير من الأحيان أعرب ك أ نصف عرض - عالية الحجم (FWHM) قيمة٪ 2c أي ٪ 2c ال العرض ممتد بواسطة an بصري قوة من عند الأقل نصف الذروة الطاقة٪ 3b قصيرة نانوثانية نبضات هي منتجة بواسطة Q-switched lasers٪ 2c و فائقة القصر نبضات (USPs) من أ قليل عشرات من بيكو ثانية إلى فيمتو ثانية هي منتجة بواسطة وضع مغلق ليزر سرعة عالية إلكترونيات علبة قياس فقط أ قليل عشرات من بيكو ثانية عند ال ال أسرع٪ 2c و أقصر نبضات يمكن فقط تكون مقاسة مع ال مساعدة من نقي بصري تقنيات مثل مثل ك الارتباطات الذاتية٪ 2c FROGs٪ 2c و SPIDERs.
إذا ال نبض شكل هو معروف ٢ ج العلاقة العلاقة بين نبض طاقة (Ep)٪ 2c ذروة قوة (Pp)٪ 2c و نبضة عرض (٪ f0٪ 9d ٪ 9c ٪ 8fp) هو محسوب وفقا إلى ال التالي المعادلة٪ 3a
where fs is a coefficient related to the shape of the pulse, which is approximately {{0}}.94 for Gaussian pulses and 0.88 for sech² pulses but is generally approximated by 1.
ال عرض النطاق من ال نبضة يمكن أن تكون معبر عنها في شروط من التردد ٪ 2c الطول الموجي ٪ 2c أو الزاوي التردد. إذا عرض النطاق الترددي هو صغير٪ 2c الطول الموجي و التردد عرض النطاق الترددي هي محولة باستخدام ال التالية المعادلة ٪ 2c حيث ٪ ce٪ bb و ٪ ce٪ bd هي المركز الطول الموجي و التردد ٪ 2c و ٪ CE٪ 94٪ CE٪ BB و ٪ CE٪ 94٪ CE٪ bd هي عرض النطاق الترددي في الطول الموجي و التردد٪ 2C على التوالي.
عرض النطاق الترددي الحد النبض
من أجل أ خاص نبض شكل٪ 2c ال نبضة لديه الأصغر الطيفي العرض في ال ال الغياب من زقزقة ٪ 2c التي هو يسمى ال عرض النطاق الترددي محدود أو تحويل فورييه محدود نبض٪ 2c حيث المنتج من النبض الوقت و التردد عرض النطاق الترددي هو a ثابت٪ 2c الذي هو يسمى ال عرض النطاق الترددي الزمني المنتج (TBP). ال عرض النطاق الترددي الزمني المنتجات من ال عرض النطاق الترددي محدود غاوسي و sech٪ c2٪ b2 نبضات هي حول ٪ 7b٪ 7b٪ 7b7٪ 7d٪ 7d.441 و ٪ 7b٪ 7b9٪ 7d٪ 7d.315٪ 2c على التوالي٪ 3b ال الفعلي الزقزقة من النبض و التراكمي تأخير المجموعة التشتت يمكن أن يكون محسوبا من هذا.
لذلك٪ 2c أضيق نبضة عرض تتطلب أوسع فورييه أطياف ل مثال ٢ ج أ 10 fs نبضة يجب أن يكون لديك a عرض النطاق الترددي من في الأقل ال الترتيب من 30 THz٪ 2c بينما an attosecond نبضة لديه an حتى أكبر عرض النطاق الترددي ٪ 2c و لها مركز تردد يجب أن يكون يكون حسنا فوق أي مرئي ضوء تردد.
العوامل التأثير النبض العرض
لوني تشتت علبة رصاص إلى كبير نبض ينتشر ٪ 2c على الرغم من أنهم يمكن يمكن أن يكونوا معاد ضغطهم مع ال عكس التشتت٪ 2c as مبين في ال الرسم البياني أدناه ٪ 2c الذي يوضح ال الأعمال من ال Thorlabs الفيمتو ثانية النبض الضاغط إلى تعويض ل المجهر التشتت.
اللاخطية بشكل عام لا لا مباشرة تؤثر ال النبض العرض٪ 2c لكنهم يمكنهم الرصاص إلى أوسع عرض النطاق الترددي و جعل النبض المزيد عرضة إلى التشتت في الانتشار.
أي نوع من ألياف (بما في ذلك أخرى كسب وسائط مع محدود عرض النطاق الترددي) قد يؤثر على عرض النطاق الترددي أو الشكل من ال فائق القصر النبض٪ 2c و a التخفيض في عرض النطاق الترددي مايو يؤدي إلى الوقت توسيع٪ 3b هناك هي أيضا الحالات حيث بقوة chirped نبضات لديها أقصر نبضة عرض as الطيف يضيق.
