لیزر پیکو ثانیه

لیزر پیکو ثانیه ای لیزری است که پالس های نوری با مدت زمان بین 1 ثانیه و (معمولا) چند ده پیکو ثانیه منتشر می کند. بنابراین همچنین به دسته لیزرهای فوق سریع یا لیزرهای پالس فوق کوتاه تعلق دارد.

گاهی اوقات، سایر منابع مبتنی بر لیزر برای پالس‌های پیکوثانیه - برای مثال OPOهای پمپ شده همزمان - لیزرهای پیکوثانیه نیز نامیده می‌شوند، حتی اگر به طور دقیق بدون لیزر باشند.

انواع مختلفی از لیزر می‌توانند پالس‌های پیکوثانیه‌ای تولید کنند که سایر پارامترهای عملکرد در محدوده‌های وسیعی متفاوت هستند:

رایج ترین منابع لیزرهای حجیم حالت جامد با حالت قفل فعال یا غیرفعال هستند. اینها می توانند پالس های فوق کوتاه بسیار تمیز (تبدیل محدود و کم نویز) با نرخ های تکرار پالس از چند مگاهرتز تا بیش از 100 گیگاهرتز را ارائه دهند. به عنوان مثال، یک لیزر Nd:YAG یا vanadate با حالت غیرفعال قفل شده می تواند به راحتی به عنوان مثال تولید کند. پالس‌های 10 ثانیه با توان خروجی چند وات و لیزرهای دیسک نازک می‌توانند ده‌ها وات را در پالس‌های کوتاه‌تر تولید کنند.

لیزرهای فیبر حالت قفل شده همچنین می توانند طیف گسترده ای از نرخ های تکرار را از چند مگاهرتز تا بیش از 100 گیگاهرتز (با قفل حالت هارمونیک) پوشش دهند. به خصوص با سیستم های MOPA یا MOFA، میانگین توان خروجی بسیار بالا امکان پذیر است. کیفیت پالس از چنین منابعی متفاوت است. به عنوان مثال، پالس ها ممکن است نزدیک به پهنای باند محدود باشند یا نباشند.

نرخ‌های تکرار کمتر با یک جمع‌کننده پالس اضافی امکان‌پذیر است و همچنین امکان تقویت به انرژی‌های پالس بالاتر را فراهم می‌کند. با تقویت کننده احیا کننده، احتمالاً با استفاده از تقویت کننده پالس چیرپ. ریختن حفره لیزر قفل شده یک گزینه دیگر است.

دیودهای لیزری را می توان برای تولید پالس پیکو ثانیه ای قفل کرد (← لیزرهای دایود حالت قفل شده). این منجر به منابع فشرده با نرخ های تکرار پالس معمولی بین 1 گیگاهرتز و صدها گیگاهرتز می شود. با این حال، انرژی پالس به شدت محدود است و کیفیت پالس همیشه بالا نیست.

دیودهای لیزر را می‌توان با تجهیزات الکترونیکی با دقت طراحی شده برای دستیابی به مدت زمان پالس بسیار کمتر از 1 ns، گاهی اوقات حتی زیر 100 ثانیه، سوئیچ کرد. این منجر به منابع بسیار فشرده و بالقوه ارزان می شود، و مزیت دیگر این است که نرخ تکرار پالس را می توان به راحتی در محدوده بسیار وسیعی به سادگی از طریق الکترونیک درایور تغییر داد. مقاله لیزر دایود پیکوثانیه را ببینید.

اگرچه لیزرهای سوئیچ کیو معمولاً پالس های نانوثانیه ای تولید می کنند، لیزرهای ریزتراشه سوئیچ کیو می توانند به مدت زمان پالس بسیار کمتر از 100 ثانیه برسند.

منابع عجیب‌تر پالس‌های پیکوثانیه، لیزرهای الکترون آزاد هستند که می‌توانند انرژی‌های پالس بالایی را حتی در مناطق با طول موج شدید فراهم کنند.