在現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域,激光器鎖模光纖耦合皮秒脈沖激光模塊-是一項具有重要意義的關(guān)鍵技術(shù)。它為實現(xiàn)超短脈沖激光的產(chǎn)生提供了基礎(chǔ),廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、通信等眾多領(lǐng)域。
激光鎖模是一種巧妙的技術(shù),可以產(chǎn)生超短脈沖的光。標準連續(xù)波(CW)激光器發(fā)出恒定的輸出光束,而鎖模激光器會產(chǎn)生一系列超短脈沖,其持續(xù)時間可以達到飛秒量級(10-15秒)或皮秒(10-12秒)。這些特殊的時間尺度通過跨學(xué)科應(yīng)用開啟了超快科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。
激光鎖模的分類
鎖模技術(shù)主要分為兩大類:主動鎖模和被動鎖模。
主動鎖模:需要周期性地調(diào)制激光器諧振腔的損耗或光程,通常通過聲光調(diào)制器、電光調(diào)制器等有源器件實現(xiàn)。主動鎖模產(chǎn)生的脈沖寬度通常在皮秒量級。主動鎖模激光器的脈沖重復(fù)頻率可以通過外部調(diào)制信號精確控制。
被動鎖模:不依賴外部信號,而是利用激光器內(nèi)部的非線性光學(xué)元件(如飽和吸收體)實現(xiàn)鎖模。被動鎖??梢援a(chǎn)生更短的脈沖,達到飛秒量級。被動鎖模技術(shù)中,常用的飽和吸收體包括染料盒、半導(dǎo)體可飽和吸收鏡(SESAM)等。這些吸收體具有在強光下吸收率降低的特性,有助于形成超短脈沖。被動鎖模激光器的穩(wěn)定性和鎖模的發(fā)生率可能低于主動鎖模激光器。
激光鎖模的基本原理
通過某種方式使激光器中振蕩的多個縱模(即不同頻率的激光模式)之間保持固定的相位關(guān)系,從而使這些模式相干地疊加在一起,形成超短的光脈沖。鎖模激光器的輸出脈沖寬度通常在皮秒到飛秒量級,峰值功率遠高于平均功率。激光器鎖模技術(shù)通過巧妙地控制和鎖定縱模的位相,成功實現(xiàn)了超短脈沖激光的產(chǎn)生。激光鎖模取決于在激光腔固有的縱模之間建立固定的相位關(guān)系或相干性。這種周期性的建設(shè)性干涉以短脈沖的形式產(chǎn)生強烈的光爆發(fā)。
激光鎖模的基本理論
在激光腔中,兩個向相反方向移動的光波的相互作用會產(chǎn)生駐波,形成一組稱為縱向模式的離散頻率。當模態(tài)間距為 Δν 時,這些模態(tài)可以根據(jù)它們的相位關(guān)系進行破壞性或建設(shè)性干擾。
(其中 c 是光速,L 是諧振器長度)
當同相時,相長干涉會導(dǎo)致超短脈沖的產(chǎn)生,即激光鎖模,脈沖間隔由往返時間決定:
脈沖持續(xù)時間取決于在相位 (N) 中振蕩的模式數(shù)量和每個脈沖的形狀。表現(xiàn)出高斯時間形狀的脈沖的最小脈沖持續(xù)時間 (Δt) 由下式給出:
其中 0.441 表示脈沖的“時間帶寬積”,它因脈沖形狀而異。對于超短脈沖激光器,通常考慮雙曲正割平方 (sech2) 脈沖形狀,產(chǎn)生時間帶寬積 0.315。
產(chǎn)品說明
本單模光纖耦合皮秒脈沖激光模塊-可提供低至 50ps 的短光脈沖,峰值功率高達 150mW,適用于各種波長。
產(chǎn)品特點:
· 激光二極管增益開關(guān)技術(shù)
· 可用波長:405、445、488、520、635和850 nm
· 桌面尺寸-緊湊型(135×110×50 mm)
· 重量輕:510g
· 獨立模塊,無需連接計算機
· FC/PC光纖耦合激光二極管
· 光譜寬度±10nm
· 脈沖持續(xù)時間低至 50ps (FWHM)
· 重復(fù)率從 1KHz 到 80MHz
· 150mW 脈沖峰值功率
· 在80MHz時可以達到1.5mW的平均連續(xù)波功率
· 單模光纖耦合模塊(FC/PC型)
· 提供外部和內(nèi)部數(shù)字同步觸發(fā)器(LVTTL 2.5V @ 50Ohm 和 LVDS 接口)
產(chǎn)品中包括:
· 壁掛式直流轉(zhuǎn)換器
· SMA同軸電纜
· USB Type-C LVDS信號線
· FC/PC 多?;騿文9饫w跳線
參數(shù)型號
型號 | FLIM LABS |
基礎(chǔ)參數(shù) | |
技術(shù) | 激光二極管增益切換 |
光纖連接器 | FC type |
運作模式 | CW or PW |
光譜寬度 | ± 10nm |
PW 峰值功率 | 150 mW |
脈沖時的平均 CW 功率 | 80MHz 重復(fù)頻率時功率為 1.5mW |
CW功率 | 30 mW |
光纖耦合 | 單模 4µm 內(nèi)核 |
波長 | 405, 445, 488, 520, 635, 850 nm |
FWHM | 低至 50ps(取決于激光波長) |
重復(fù)頻率 | 內(nèi)部觸發(fā):80、40、20、10、5、2.5、1.25 MHz 外部觸發(fā):從 1 KHz 到 80MHz |