皮秒激 💮 光振荡器的原理 🐞
皮秒激光是一种超快 🦁 脉冲激光器,可以产生 🐬 持续时间为皮 🐝 秒秒(10^12的脉冲)它。们的工作原理如下:
1. 被激 🐡 发介质:
皮秒激 ☘ 光振荡器使用被激发介质,例如掺铒晶体或钛蓝宝石晶体。
当该介质暴露在泵浦光下时介 🌿 质,内的 🦍 电子会被激发到更高的能量态。
2. 激光 🌸 谐振腔 🦊 :
被激发介质置于谐振腔内谐振腔。由两 🕷 面反射镜组成,形。成 🐦 光学反馈回路
光 🌺 在谐振腔内来回反 🍁 射,多次经过被激发介质。
3. 主 🕷 动锁模 🦍 :
主动锁 🐝 模技 🌹 术 🍀 使激光器产生皮秒脉冲。
锁模器(例如声光调制器 🐴 或电光调制器)引入一个 🐦 可控的相位调制,迫使激光器以特定频率发出脉冲。
相位调制的频率与谐振腔 🐬 的长度匹配,确,保每当脉冲在谐振腔内环行时它都与相位调制的峰值相位匹配。
4. Q开 🕷 关:
Q开关(例如半导体饱和吸收器或 🕸 电光开关)可控制谐 🐦 振腔的品质因子 (Q)。
Q开关在 🦊 一定时间 🦋 内暂时阻挡激 🦁 光脉冲,导致谐振腔内的能量积累。
当Q开关打开时,累积 🐵 的能量会以皮秒脉冲的形式快速释放出来。
5. 自锁 🐦 模:
经过多次 🕊 环行后,激,光脉冲会通过自锁模 🐟 机制实现压缩从而产生皮秒 🌾 脉冲。
自锁模机制涉及不同光谱成分的脉冲展 🦈 宽和再压缩,导致形成短的时间脉冲。
6. 输 🐬 出脉冲:
产生的皮秒脉冲通过 🐬 输出耦合 🦟 器或透射镜输出谐振腔。
这些脉冲可以具有很高的峰值功率和极好的时间分辨 🐵 率。
皮秒激光振荡 🐋 器使用被激发介质、谐振、腔主动锁模、Q开关和自锁模机制,产生持续时间为皮秒的超快脉冲。它、们。在科学研究医疗应用和先进制造等领域具有广泛的应用
[视频链接为视频 YouTube 皮 🐠 “秒激光振 🐠 荡器如何工作:原理和应用”]()
视频摘要:此视频解 🐝 释了皮秒激光振荡器的原理和应用。
原理:皮秒激 🐼 光振荡器基 🐘 于锁模(modelocking)原理 🦟 。
在锁模状态下,激光器产生一系列波长相同相 🌸 、位同步的短脉冲。
这些脉 🌻 冲的持续时间极短,仅为皮秒 🐴 量级 🦟 秒(10^12 )。
腔 🪴 内 Q 开关 💐 :
视频专注于腔内 🌸 Q 开关技术,这是产生皮秒脉冲的一种方法。
通过放置一个 Q 开关(例 🦈 如饱和吸 🐞 收剂)在激光谐振腔内,可以调制腔内品 🕸 质因子(Q 值)。
Q 值的快速变化导 🐋 致脉冲的形成和增加。
优点:皮秒激光器具有几个优 🐯 点,包括:
超 🌸 短脉冲持续时间
高峰 🌷 值功率 🪴
良好 💮 的光束质量
应用:皮秒激光器用于各种应用,例 🦍 如:
精密加工(例如 🦊 ,激光雕刻激光、打标)
生物成 🦊 像(例如,多光子 🌸 显微镜)
光通信 🍀
科学研 🐴 究 🐳
结论:视频提供了一个对皮秒激光振荡器如何产生超短脉冲的清晰理解,包括 🐬 腔内 Q 开关技术。它。还强调了这些激光器在广泛应用中的重 🌻 要性
皮秒激 🐕 光 🌼 振荡器的工作原理
皮秒激光器是 🌳 一种超快激光器,产生皮秒秒(1012量)级的脉冲。其工作原理如下:
1. 种 🐬 子脉 🪴 冲 🐴 产生:
从连续激光器或模式 🍁 锁激光 🌷 器中 💮 产生稳定的、低能量的飞秒种子脉冲。
2. 光 🌷 纤放 🦋 大:
种子脉冲通过一个光纤放大器,被增大其能量数百倍光纤放大器。利。用拉曼散射或受激受激拉曼散射 🦄 效应来放大 🐅 光
3. 光纤 🐼 压 🌲 缩 🐈 :
放大后的脉冲进入非线性光纤,称为啁啾补 🐈 偿 🐕 光纤(CFC)。CFC引入,负啁啾。反向补偿光纤放大期间引入的正啁啾
4. 倍 🐵 频 🐈 :
压 🦉 缩后的脉冲通过非线性晶体(如倍频晶体),被倍 🍁 频为更高频率。这。可以产生紫外线或 🐟 深紫外线光
5. 啁啾压 🐯 缩:
倍频后的脉冲通 🌵 过第二根CFC,进一步压缩 🦋 其脉冲持续时间至皮秒量级。
6. 输 🐠 出 🌻 :
压缩后的皮秒脉 💮 冲从激光器输出。其具有高脉冲能量、窄脉冲。持续时间和良 🌷 好的光束质量 🌹
皮秒激光器的主要特点 🌳 :
脉冲 🍀 持 🐕 续时 🦉 间:皮秒秒(1012量)级
脉 🐺 冲能量:几纳焦耳至微焦耳
重复频率:从几十千赫到兆 🐬 赫
波长:从紫 🕷 外线到深紫 🌵 外线
应用:皮秒激光器广泛用 🦋 于各种科学和工业应用,包 🌿 括:
精密材料加工 🐧
光刻生物医学 🐺 成像和治疗 🐛
太 🐟 赫兹光 🦟 谱学