在現(xiàn)代光學(xué)領(lǐng)域,激光器鎖模技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(dāng)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??紤]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
產(chǎn)品型號:YFL-P 系列
品牌名稱:MPB Communications
MPBC 的連續(xù)波可見光光纖激光器波長范圍為976 nm至1660 nm,風(fēng)冷封裝的輸出功率范圍為 1 瓦至 50 瓦,水冷封裝的輸出功率范圍為 50 瓦至 100+ 瓦。低功耗型號可用于系統(tǒng)集成的OEM模塊或供實驗室使用的 2RU 機架安裝外殼。高功率型號采用堅固的水冷機架安裝外殼。這些激光器發(fā)射窄帶線偏振光并具有真正的衍射極限輸出。
連續(xù)波可見光光纖激光器均配有智能圖形用戶界面,以便于安裝和控制,還提供調(diào)制選項。
產(chǎn)品參數(shù):
|
|
| 發(fā)射波長用戶范圍 | 976, 1030 - 1660 | nm | 波長準(zhǔn)確度 | ± 0.5 | nm | 長期波長穩(wěn)定性 - 標(biāo)稱值 | ± 0.02 | nm | 偏振度 | > 99 | % | 衍射極限光束 M2 | < 1.1 | % | 長期輸出功率漂移(8小時) | ± 1 | % | 標(biāo)稱功率下的相對RMS強度噪聲,在5 Hz至100 kHz 范圍內(nèi)積分 | < 2 | % |
|
|