Consellos de tecnoloxía láser de WISOPTIC: dinámica do láser

Consellos de tecnoloxía láser de WISOPTIC: dinámica do láser

A dinámica do láser refírese á evolución de certas cantidades de láseres ao longo do tempo, como a potencia óptica e a ganancia.

O comportamento dinámico do láser está determinado pola interacción entre o campo óptico da cavidade e o medio de ganancia. En xeral, a potencia do láser variará coa diferenza entre a ganancia e a cavidade resonante, e a taxa de cambio da ganancia está determinada polo proceso de emisión estimulada e emisión espontánea (tamén pode estar determinada polo efecto de extinción e o proceso de transferencia de enerxía).

Utilízanse algunhas aproximacións específicas. Por exemplo, a ganancia do láser non é demasiado alta. Nun láser de luz continua, a relación entre a potencia do láser P e o coeficiente de ganancia g na cavidade cumpre a seguinte ecuación diferencial de acoplamento:

WISOPTIC Tips of Laser Technology

Onde TR é o tempo necesario para unha viaxe de ida e volta na cavidade, l é a perda da cavidade, gss é a pequena ganancia de sinal (a unha intensidade da bomba), τg é o tempo de relaxación de ganancia (xeralmente preto do tempo de vida do estado de enerxía superior), e Esat é ta enerxía de absorción saturada do medio de ganancia.

Nos láseres de onda continua, a dinámica máis preocupada é o comportamento de conmutación do láser (xeralmente inclúe a formación de picos de potencia de saída) e o estado de traballo cando hai unha perturbación no proceso de traballo (xeralmente unha oscilación de relaxación). Nestes aspectos, os diferentes tipos de láseres teñen comportamentos moi diferentes.

Por exemplo, os láseres illantes dopados son propensos a picos e oscilacións de relaxación, pero os díodos láser non. Nun láser Q-switched, o comportamento dinámico é moi importante, onde a enerxía almacenada no medio de ganancia cambiará moito cando se emita o pulso. Os láseres de fibra Q-switched adoitan ter ganancias moi altas, e hai outros fenómenos dinámicos. Normalmente fai que o pulso teña algunhas subestruturas no dominio do tempo, o que pode non se explica coa ecuación anterior.

Tamén se pode usar unha ecuación similar para láseres bloqueados en modo pasivo; entón a primeira ecuación precisa engadir un termo adicional para describir a perda do absorbente saturable. O resultado deste efecto é que se reduce a atenuación da oscilación de relaxación. O proceso de oscilación de relaxación nin sequera se atenúa, polo que a solución en estado estacionario xa non se estabiliza e o láser tenalgunhas inestabilidade de Bloqueo de modo Q-switched ou outros tipos de Q-switching.


Hora de publicación: 10-ago-2021