WISOPTIC Tips for laserteknologi: Laser Dynamics

WISOPTIC Tips for laserteknologi: Laser Dynamics

Laserdynamikk refererer til utviklingen av visse mengder lasere over tid, for eksempel optisk kraft og forsterkning.

Den dynamiske oppførselen til laseren bestemmes av samspillet mellom det optiske feltet i hulrommet og forsterkningsmediet. Generelt sett vil lasereffekten variere med forskjellen mellom forsterkningen og resonanshulrommet, og endringshastigheten til forsterkningen bestemmes av prosessen med stimulert emisjon og spontan emisjon (den kan også bestemmes av slukningseffekten og energioverføringsprosess).

Noen spesifikke tilnærminger er brukt. For eksempel er ikke laserforsterkningen for høy. I en kontinuerlig lyslaser er forholdet mellom laserkraften P og forsterkningskoeffisienten g i hulrommet tilfredsstiller følgende koblingsdifferensialligning:

WISOPTIC Tips of Laser Technology

Hvor TR er tiden som kreves for én rundtur i hulrommet, l er hulromstapet, gss er den lille signalforsterkningen (ved en gitt pumpeintensitet), τg er gevinstavspenningstiden (vanligvis nær den øvre energitilstandens levetid), og Esat er tden mettede absorpsjonsenergien til forsterkningsmediet.

I kontinuerlige bølgelasere er den mest bekymrede dynamikken laserens svitsjeoppførsel (vanligvis inkludert dannelsen av utgangseffekttopper) og arbeidstilstanden når det er en forstyrrelse i arbeidsprosessen (vanligvis en avspenningsoscillasjon). I disse henseender har ulike typer lasere svært forskjellig oppførsel.

For eksempel er dopede isolatorlasere utsatt for pigger og avspenningsoscillasjoner, men laserdioder er det ikke. I en Q-switched laser er den dynamiske oppførselen svært viktig, hvor energien som er lagret i forsterkningsmediet vil endre seg kraftig når pulsen sendes ut. Q-switched fiberlasere har vanligvis svært høye gevinster, og det er noen andre dynamiske fenomener. Det fører vanligvis til at pulsen har noen understrukturer i tidsdomenet, noe som kan ikke forklares av ligningen ovenfor.

En lignende ligning kan også brukes for passive moduslåste lasere; så må den første ligningen legge til et ekstra ledd for å beskrive tapet av den mettbare absorberen. Resultatet av denne effekten er at dempingen av avspenningsoscillasjonen reduseres. Avslappingsoscillasjonsprosessen demper ikke engang, så steady-state-løsningen blir ikke lenger stabil, og laseren harnoen ustabilitet av Q-switched modus-låsing eller andre typer Q-switching.


Innleggstid: 10. august 2021