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Verrouillage du mode laser



introduction

En effet, il y a souvent de nombreuses impulsions laser de différents modes ou fréquences dans un laser à fonctionnement libre, et uniquement lorsque ces modes laser sont verrouillés en phase les uns par rapport aux autres. À ce stade, des impulsions laser ultracourtes ou des impulsions verrouillées en mode peuvent être générées. Il existe de nombreuses façons de réaliser le verrouillage de mode, mais elles peuvent généralement être divisées en deux catégories : le verrouillage de mode actif et le verrouillage de mode passif. Le verrouillage de mode actif fait référence à la méthode de modification périodique du gain ou de la perte du laser en fournissant un signal de modulation au laser pour atteindre l'objectif du verrouillage de mode ; tandis que le verrouillage en mode passif utilise l'absorption non linéaire ou le changement de phase non linéaire des caractéristiques du matériau pour générer des impulsions laser ultracourtes.

Verrouillage du mode objectif Kerr

Actuellement, la technologie de verrouillage de mode de lentille Kerr la plus largement utilisée qui génère des impulsions laser femtosecondes est une méthode de verrouillage de mode passif unique. Le verrouillage de mode de l'objectif Cole utilise en fait la caractéristique selon laquelle l'indice de réfraction du matériau change avec l'intensité lumineuse pour rendre le gain de l'impulsion de pointe pendant le fonctionnement du laser supérieur au gain du laser de fond continu, afin de finalement réaliser la sortie d'impulsion courte.

Une fois qu'un laser a atteint l'opération de verrouillage de mode, dans des circonstances normales, une seule impulsion laser est transmise dans les deux sens dans la cavité. Lorsque l'impulsion atteint le miroir de sortie du laser, une partie de la lumière est couplée à travers le miroir de sortie hors de la cavité. Par conséquent, la sortie d'un laser à mode verrouillé est une séquence d'impulsions laser également espacées. L'intervalle de temps entre les impulsions adjacentes est égal au temps d'aller-retour de l'impulsion lumineuse dans la cavité laser, qui est ce que l'on appelle la période de la cavité. Le fait que la largeur de l'impulsion laser produite par un laser à mode verrouillé soit aussi courte que des femtosecondes dépend principalement des caractéristiques de dispersion intracavité, des caractéristiques non linéaires et de l'équilibre entre les deux. La largeur d'impulsion ultime est limitée par la plage spectrale du milieu de gain.

Indicateurs de mesure

Les indicateurs techniques importants pour mesurer un laser femtoseconde sont : la largeur d'impulsion, la puissance moyenne et la fréquence de répétition des impulsions. De plus, il existe un produit de largeur de spectre et de largeur d'impulsion, la longueur d'onde centrale d'impulsion, la taille du spot de sortie, la direction de polarisation, etc. La fréquence de répétition des impulsions nous indique en fait l'intervalle entre deux impulsions adjacentes dans la séquence d'impulsions laser. L'énergie d'impulsion unique peut être obtenue à partir de la puissance moyenne et de la fréquence de répétition des impulsions, et la puissance de crête de l'impulsion peut être obtenue à partir de l'énergie d'impulsion unique et de la largeur d'impulsion.

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