Is é an modh is simplí chun bíoga léasair a ghiniúint ná modulator seachtrach a chur leis an léasair leanúnach. Táirgeann an modh seo bíoga chomh tapa le picoseconds, rud atá simplí ach a ídíonn fuinneamh optúil, agus ní féidir leis an buaicchumhacht a bheith níos mó ná an chumhacht optúil leanúnach. Dá bhrí sin, modh níos éifeachtaí chun bíoga léasair a ghiniúint ná modhnú ion-cavity, áit a ndéantar an fuinneamh a stóráil ag am lasmuigh den pléasctha agus a scaoileadh ag an am.
Is iad na ceithre theicníc choitianta a úsáidtear chun bíoga a ghiniúint trí mhodhnú laistigh den chuas léasair ná lascadh gnóthachain, athrú Q (athrú caillteanais), inbhéartú cuas, agus glasáil mód.
Gineann lascadh gnóthachain bíoga gearra trí chumhacht an chaidéil a mhodhnú. Mar shampla, tá léasair-lasc gnóthachain dé-óid in ann bíoga a ghiniúint sa raon ó chúpla nanascoicind go céad piceasoicind trí mhodhnú reatha. Cé go bhfuil an fuinneamh Pulse íseal, tá an modh seo an-solúbtha, mar shampla, ag soláthar ath-minicíocht tunable agus leithead cuisle. Thuairiscigh taighdeoirí in Ollscoil Tóiceo léasair leathsheoltóra femtosecond lasc-ghnóthachan in 2018, rud a léirigh dul chun cinn i scrogall teicneolaíochta 40-bliana.
De ghnáth gintear bíoga nanosecond láidre ag léasair-aistrithe Q, áit a astaítear an léasair laistigh de chúpla turas babhta laistigh den chuas, le fuinneamh cuisle sa raon ó chúpla millijoule go cúpla giúil, ag brath ar mhéid an chórais.
Gintear bíoga picosecond agus femtosecond fuinneamh measartha (go ginearálta faoi bhun 1 μJ) trí léasair mhodh-ghlas, le bíoga ultrashort amháin nó níos mó i láthair i lúb leanúnach laistigh den chuas athshondach léasair, agus na bíoga infhéitheacha a astaítear ceann amháin ag an am tríd an aschur. scáthán cúplála, agus le hath-minicíocht atá go ginearálta sa raon 10 MHz go 100 GHz. Léiríonn an figiúr thíos socrú léasair snáithín femtosecond soliton dissipative uile-scaipthe (ANDi), ar féidir a thógáil le tromlach mór de chomhpháirteanna caighdeánacha Thorlabs (snáithín, lionsa, mount, agus céim díláithrithe).
Is féidir teicníochtaí inbhéartaithe cuais a úsáid le haghaidh léasair Q-aistrithe chun bíoga níos giorra a fháil agus le haghaidh léasair mhodh-ghlas chun an fuinneamh bíge a mhéadú ag ath-minicíocht níos ísle.
Am agus Minicíocht bíoga Fearainn
Is gnách go mbíonn cruth líneach bíog le himeacht ama simplí agus is féidir é a chur in iúl mar fheidhm Gaussach agus sech². Is minic a shloinntear fad bíge (ar a dtugtar leithead bíge freisin) mar luach leathleithead-ard-mhéid (FWHM), ie, an leithead a chuimsíonn cumhacht optúil de leath na buaicchumhachta ar a laghad; tá bíoga gearr nanosecond á dtáirgeadh ag léasair Q-aistrithe, agus táirgtear bíoga ultrashort (USPanna) de roinnt deich picoseconds go femtoseconds le léasair modh-ghlas. Ní féidir le leictreonaic ardluais ach cúpla deich picoseconds a thomhas ag an tapúla, agus ní féidir bíoga níos giorra a thomhas ach amháin le cabhair ó theicnící optúla amháin mar uath-chomhghaoltóirí, FROGs, agus SPIDERS.
Má tá cruth na bíge ar eolas, ríomhtar an gaol idir fuinneamh bíog (Ep), buaicchumhacht (Pp), agus leithead bíge (𝜏p) de réir na cothromóide seo a leanas:
áit a bhfuil fs ina chomhéifeacht a bhaineann le cruth na bíge, atá thart ar {{0}}.94 do bhioga Gaussacha agus 0.88 do bhioga sech² ach atá gar do 1 go ginearálta.
Is féidir bandaleithead na cuisle a chur in iúl i dtéarmaí minicíochta, tonnfhad, nó minicíochta uilleach. Má tá an bandaleithead beag, déantar an tonnfhad agus an bandaleithead minicíochta a thiontú ag baint úsáide as an gcothromóid seo a leanas, áit a bhfuil λ agus ν an tonnfhad lár agus minicíocht, faoi seach, agus Δλ agus Δν an bandaleithead i tonnfhad agus minicíocht, faoi seach.
Bandaleithid Teorainn Pulse
Maidir le cruth cuisle ar leith, tá an leithead speictreach is lú ag an gcuis in éagmais chirp, ar a dtugtar an chuisle bandaleithead-teoranta nó Fourier-transform-limited, áit a bhfuil an t-am cuisle agus bandaleithead minicíochta tairiseach, a bhfuil ar a dtugtar an táirge bandaleithead ama (TBP). Is tairiseach é táirge an bhandaleithead ama agus minicíochta ar a dtugtar an táirge bandaleithead ama (TBP). Tá thart ar 0.441 agus 0.315, faoi seach ar tháirgí bandaleithead na bíoga Gaussach agus sech² teoranta ó thaobh bandaleithead; is féidir chirp iarbhír na cuisle agus an scaipeadh carnach-mhoill ghrúpa a ríomh uaidh seo.
Mar sin, teastaíonn speictrim Fourier níos leithne le haghaidh leithead bíge níos cúinge. Mar shampla, ní mór bandaleithead de 30 THz ar a laghad a bheith ag cuisle 10 fs, agus tá bandaleithead níos mó fós ag cuisle attosecond, agus caithfidh a minicíocht láir a bheith i bhfad os cionn aon mhinicíocht solais infheicthe.
Fachtóirí a dhéanann difear do leithead cuisle
Cé go n-iolraíonn nana-chondaí nó bíoga níos faide gan mórán athrú ar leithead bíge nó gan athrú ar bith, fiú thar achair fhada, is féidir le roinnt fachtóirí tionchar a bheith ag bíoga ultraghearr:
Is féidir le scaipeadh cuisle mór a bheith mar thoradh ar scaipeadh crómatach, cé gur féidir iad a ath-chomhbhrú leis an scaipeadh eile, mar a thaispeántar sa léaráid thíos, a léiríonn oibriú Comhbhrúiteoir Thorlabs Femtosecond Pulse chun scaipeadh micreascóp a chúiteamh.
Go ginearálta ní dhéanann neamhlíneachta difear díreach do leithead na bíge, ach is féidir leo bandaleithead níos leithne a bheith mar thoradh orthu agus an chuisle a dhéanamh níos so-ghabhálaí do scaipeadh i iomadú.
Féadfaidh aon chineál snáithín (lena n-áirítear meáin ghnóthachain eile le bandaleithead teoranta) difear a dhéanamh ar an bandaleithead nó ar chruth an chuisle ultrashort, agus d'fhéadfadh laghdú ar bandaleithead a bheith mar thoradh ar leathnú ama; tá cásanna ann freisin nuair a bhíonn bíoganna níos giorra ar leithead bíoga agus an speictream ag cúngú.
