Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

6: Пасивний режим блокування

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    32079

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як ми бачили в главі 5, ширина імпульсу в активнозаблокованому лазері обернена пропорційна четвертому кореню кривизни в модуляції втрат. В активному режиміблокування один обмежується швидкістю роботи електронних генераторів сигналів. Тому ця кривизна ніколи не може бути дуже сильною. Однак, якщо імпульс може модулювати поглинання самостійно, кривизна ab- сорбційної модуляції може стати великою, або іншими словами вікно чистого посилення, що генерується імпульсом, може бути таким же коротким, як і сам імпульс. При цьому вікно чистого посилення скорочується разом з імпульсом. Тому пасивно модельовані лазери можуть генерувати набагато коротші імпульси, ніж активно модельовані лазери.

    Однак для пасивного режиму блокування потрібен відповідний насичений поглинач. Залежно від співвідношення часу відновлення насичуваного абсорбера і кінцевої ширини імпульсу можна розрізняти режими роботи, показані на малюнку 6.1, на якому зображений процес формування імпульсу в кінцевому сталому стані. У твердотільному лазері з внутрішньорезонаторними імпульсними енергіями набагато нижче енергії насичення середовища посилення, насиченням посилення можна знехтувати. Тоді повинен бути присутнім швидко насичуваний поглинач, який відкриває і закриває вікно чистого посилення, що генерується імпульсом безпосередньо перед і після імпульсу. Цей принцип блокування режимблокування називається швидким насиченим режимом блокування абсорбера, див. Рис. 6.1 а).

    Зображення видалено через обмеження авторських прав. Будь ласка, дивіться: Картнер, Ф.Х., і У. Келлер. «Стабілізація солітоноподібних імпульсів з повільним насичуваним поглиначем». Оптика Листи 20 (1990): 16-19.

    Малюнок 6.1: Механізми формування та стабілізації імпульсів за рахунок динаміки посилення і втрат в пасивно заблокованих лазерах: (а) використання лише швидкого насиченого поглинача; (б) використання комбінації насичення посилення і втрат; (в) використання насичуваного поглинача з кінцевим часом релаксації та утворенням солітона.

    У напівпровідникових і барвникових лазерах зазвичай внутрішньорезонаторна імпульсна енергія екс- перевищує енергію насичення середовища посилення і тому середовище посилення піддається насиченню. Коротке вікно чистого посилення все ще може бути створено, майже незалежне від часу відновлення посилення, якщо в порожнину введено аналогічне, але ненакачане середовище, що діє як поглинач з дещо меншою енергією насичення, ніж середовище посилення. Наприклад, це може бути організовано за допомогою сильнішого фокусування в середовищі поглинача, ніж у середовищі посилення. Потім абсорбер спочатку відбілює і відкриває вікно чистого посилення, тобто закривається самим імпульсом шляхом відбілювання посилення трохи пізніше, див. Рис. 6.1 б). Такий принцип блокування режимів називається повільним насиченим режимом блокування абсорбера.

    Коли була розроблена модельна блокування пікосекундних і фемтосекундних лазерів з напівпровідниковими насиченими поглиначами, стало очевидним, що навіть при досить повільних поглинаннях, що показують час відновлення в кілька пікосекунд, можна було генерувати субпікосекундні імпульси, що призвело до значного вікна чистого посилення після імпульсний, див. Рис. 6.1 в). З нашого дослідження активного моделюблокування при наявності солітонного утворення можна очікувати, що така ситуація все ще може бути стабільною до певної межі при наявності сильних солітонних утворень. Це так і цей режим блокування режимблокування називається soliton modelocking, так як одиночне утворення імпульсу за рахунок SPM і GDD формує імпульс до стабільної сеч-форми, незважаючи на відкрите вікно посилення мережі, що слідує за імпульсом.