מהו לייזר אולטרה מהיר

א. הקונספט של לייזרים אולטרה-מהירים

לייזרים אולטרה-מהירים מתייחסים בדרך כלל ללייזרים בעלי נעילת מצב המשמשים לפליטת פולסים קצרים במיוחד, לדוגמה, פולסים בעלי משך פמטו-שנייה או פיקו-שנייה. שם מדויק יותר יהיה לייזר פולסים קצרים במיוחד. לייזרי פולסים קצרים במיוחד הם כמעט לייזרים בעלי נעילת מצב, אך אפקט מיתוג ההגבר יכול גם לייצר פולסים קצרים במיוחד.

ב. סוג הלייזר האולטרה-מהיר

1. לייזרי טיטניום-ספיר, שבדרך כלל נעולים במצב עדשת Kerr, יכולים לייצר פולסים קצרים עד כ-5 פיקסלים לשנייה. הספק המוצא הממוצע שלהם הוא בדרך כלל כמה מאות מיליוואט, עם קצב חזרת פולסים של, נניח, 80 מגה-הרץ ועשרות פמטו-שניות או פחות, ומשך פולסים של עשרות פמטו-שניות או פחות, וכתוצאה מכך הספק שיא גבוה במיוחד. אבל לייזרי טיטניום-ספיר דורשים שאיבת אור מלייזרים מסוימים של אור ירוק, מה שהופך אותם למורכבים ויקרים יותר.

2. ישנם לייזרים שונים המופעלים על ידי שאיבת דיודה המבוססים, למשל, על גבישי לייזר מסוממים באיטביום (גביש או זכוכית) או כרום, שבדרך כלל משתמשים בנעילת מצב פסיבית SESAM. למרות שמשך הפולס של לייזרים המופעלים על ידי שאיבת דיודה אינו קצר כמו משך הפולס של לייזרים מסוג טיטניום-ספיר, לייזרים המופעלים על ידי שאיבת דיודה יכולים לכסות אזור פרמטרים רחב מבחינת משך הפולס, קצב חזרת הפולס והספק ממוצע (ראה להלן).

3. לייזרי סיבים המבוססים על סיבי זכוכית מסוממים ביסודות אדמה נדירים יכולים להיות גם בעלי נעילת מצב פסיבית, למשל, באמצעות סיבוב קיטוב לא ליניארי או SESAM. הם מוגבלים יותר מלייזרי נפח מבחינת הספק ממוצע, במיוחד הספק שיא, אך ניתן לשלב אותם בנוחות עם מגברי סיבים. המאמר על לייזרי סיבים בעלי נעילת מצב מספק פרטים נוספים.

(4) לייזרי דיודה בעלי נעילת מצב יכולים להיות התקנים אינטגרליים או לייזרי דיודה בעלי חלל חיצוני, ויכולים להיות אקטיביים, פסיביים או מעורבים בעלי נעילת מצב. בדרך כלל, לייזרי דיודה בעלי נעילת מצב פועלים בקצב חזרת פולסים גבוה (כמה אלפי מגה-הרץ) באנרגיית פולסים מתונה.

מתנדי לייזר אולטרה-מהירים יכולים להיות חלק ממערכות לייזר אולטרה-מהירות, שיכולות לכלול גם מגבר אולטרה-מהיר (כגון מגבר סיבים אופטיים) כדי להגדיל את הספק השיא ואת הספק המוצא הממוצע.