Skip to main content

Article Category

Article available in the folowing languages:

Impulsy laserowe o bardzo krótkim kontraście

Uczestnicy projektu SHARP zajęli się jednym z głównych aspektów utrudniających tworzenie systemów emitujących niezwykle intensywne i ultrakrótkie wiązki laserowe. Rozwiązaniem tego problemu może być oraz opracowanie nowych schematów wzmacniania impulsów.

Technologie przemysłowe

Przedmiotem licznych badań jest możliwość wykorzystania oscylatorów generujących impulsy świetlne o czasie trwania krótszym niż jedna femtosekunda (jedna trylionowa część sekundy) i energii przekraczającej 100 nanodżuli. Oprócz mikroobróbki zwykłych materiałów, oscylatory umożliwiły prowadzenie szczególnych eksperymentów fizycznych, w których można zgłębiać niezbadane dziedziny, takie na przykład jak wspomagane laserowo przyspieszanie wiązek jonów. Niemniej jednak, uzyskanie wymaganej energii impulsów rzędu kilku mikrodżuli wymaga wzmocnienia impulsów świetlnych generowanych przez standardowe oscylatory półprzewodnikowe (których działanie polega na synchronizacji metodą samoogniskowania Kerra) przez połączenie z systemami wzmacniaczy. W ramach projektu SHARP podjęto próby ograniczenia światła tła, stosując alternatywne podejście do selekcji impulsów. Ta tak zwana wzmocniona emisja spontaniczna ASE (ang. Amplified spontaneous emission), powinna być utrzymywana na jak najniższym poziomie, ponieważ jest głównym źródłem zmian docelowych właściwości głównego impulsu przed jego podaniem. We wcześniejszych badaniach wykorzystywano modulatory akustyczno-optyczne do zwiększania energii impulsu laserowego o kilka rzędów wielkości kosztem częstotliwości powtarzania przez oscylator. Naukowcy z Laboratoire d'Optique Appliquée we Francji wykazali, że jest możliwe zwiększenie skuteczności selekcji impulsów przez użycie komórek Pockelsa. Po nasyceniu wnęki lasera energią włączane są komórki Pockelsa, co umożliwia emitowanie światła z wnęki, któremu towarzyszy generowanie niezwykle intensywnego impulsu. Co ciekawe, stosując elektro-optyczny system generowania impulsu z wykorzystaniem selekcji dopuszczalne jest przekroczenie granicy energii impulsu z wnęki — 30 nanodżuli, stanowiącej krytyczną wartość energii w urządzeniach akustyczno-optycznych. Co ważniejsze, impulsy generowane z wykorzystaniem selekcji impulsów o energii większej o 10 do 100 razy nie wpływają znacząco na skrócenie czasu trwania impulsu, dlatego mogą stanowić odpowiedni impuls początkowy dla wzmacniacza systemów laserowych o wysokiej energii. Uzyskanie jednakowego poziomu mocy wymaga zmniejszenia wzmocnienia oraz ograniczenia emisji ASE. Partnerzy projektu SHARP zadeklarowali przeprowadzenie dalszych badań nad niestabilnością spowodowaną występowaniem nadmiernej nieliniowości Kerra.

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania