أ. مفهوم الليزر فائق السرعة
عادةً ما تُشير الليزرات فائقة السرعة إلى ليزرات مُقفلة النمط تُستخدم لإصدار نبضات فائقة القصر، مثل نبضات مدتها فيمتو ثانية أو بيكو ثانية. الاسم الأدق هو ليزر النبضات فائقة القصر. ليزرات النبضات فائقة القصر هي ليزرات مُقفلة النمط تقريبًا، ولكن تأثير تبديل الكسب يُمكنه أيضًا إنتاج نبضات فائقة القصر.
ب. نوع الليزر فائق السرعة
1. ليزرات التيتانيوم والياقوت، عادةً ما تكون مقفلة النمط بعدسة كير، قادرة على إنتاج نبضات قصيرة تصل مدتها إلى حوالي 5 فيمتو ثانية. يبلغ متوسط قدرتها الخرجية عادةً بضع مئات من الملي واط، بمعدلات تكرار نبضات تبلغ، على سبيل المثال، 80 ميجاهرتز وعشرات الفيمتوثانية أو أقل، ومدد نبضات تبلغ عشرات الفيمتوثانية أو أقل، مما ينتج عنه قدرة ذروة عالية للغاية. لكن ليزرات التيتانيوم والياقوت تتطلب ضخ الضوء من بعض ليزرات الضوء الأخضر، مما يجعلها أكثر تعقيدًا وتكلفة.
٢. هناك أنواع مختلفة من الليزرات المضخوخة بالديود، تعتمد على، على سبيل المثال، بلورات الليزر المشبعة بالإيتربيوم (البلورات أو الزجاج) أو المشبعة بالكروم، والتي تستخدم عادةً تقنية SESAM لتثبيت الوضع السلبي. على الرغم من أن مدة نبضات الليزر المضخوخة بالديود ليست قصيرة كمدة نبضات ليزر التيتانيوم-الياقوت، إلا أنها تغطي نطاقًا واسعًا من المعلمات من حيث مدة النبضة، ومعدل تكرار النبضات، ومتوسط القدرة (انظر أدناه).
٣. يمكن أيضًا استخدام ليزرات الألياف المصنوعة من ألياف زجاجية مُشَبَّبة بعناصر أرضية نادرة مع قفل الوضع السلبي، على سبيل المثال، باستخدام دوران الاستقطاب غير الخطي (SESAM). وهي أكثر محدودية من ليزرات الكتلة من حيث متوسط القدرة، وخاصةً قدرة الذروة، ولكن يمكن دمجها بسهولة مع مُضخِّمات الألياف. يُقدم المقال حول ليزرات الألياف المُقفلة الوضع المزيد من التفاصيل.
(4) يمكن أن تكون ليزرات الثنائيات المقفلة النمطية أجهزة متكاملة أو ليزرات ثنائيات تجويف خارجي، ويمكن أن تكون نشطة أو سلبية أو مختلطة النمطية. عادةً، تعمل ليزرات الثنائيات المقفلة النمطية بمعدل تكرار نبضات عالٍ (عدة آلاف ميغا هرتز) وطاقة نبضية معتدلة.
يمكن أن تكون مذبذبات الليزر فائقة السرعة جزءًا من أنظمة الليزر فائقة السرعة، والتي يمكن أن تشمل أيضًا مضخمًا فائق السرعة (مثل مضخم الألياف الضوئية) لزيادة ذروة الطاقة ومتوسط طاقة الإخراج.
وقت النشر: 20 يونيو 2023