III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung
Nhược điểm của phương pháp này:
- hiệu suất thấp vì công suất bị chặn lại trong quá trình tắt của xung.
- Công suất của đỉnh không thể lớn hơn năng lượng của nguồn liên tục
Ưu điểm:
- hiệu suất cao do công suất được trữ
lại trong thời gian tắt và giải phóng
• Các phương pháp trực tiếp tạo laser xung từ laser liên tục (CW laser)
hầu hết sử dụng 1 công tắc hoặc biến điệu đặt bên ngoài BCH.
• Phương pháp hiệu quả hơn dựa trên chế độ bật tắt của chính laser bằng quá trình biến điệu trong BCH
27/09/2011 87
III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung
a) Gain switching
Tạo laser xung bằng cách trực tiếp tác
động vào quá trình khuếch đại của laser bởi nguồn bơm không liên tục.
Trong thời gian nguồn bơm phát xung, khuếch đại lớn hơn mất mát nên laser hoạt động:
Thời gian xung của laser phụ thuộc vào thời gian phát xung của nguồn bơm.
Một số phương pháp phổ biến sử dụng biến điệu bên trong BCH để tạo laser xung: gain switching, Q-switching, cavity dumping và mode-locking.
VD: Nguồn bơm là đèn flash, được tạo xung ngắn bởi một chuỗi các xung điện cung cấp cho đèn.
III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung
Đại lượng đặc trưng cho độ mất mát của BCH gọi là độ phẩm chất của BCH : Q = 2πν0τp .
- Q giảm mạnh khi ta đưa thêm nguồn gây mất mát vào trong BCH
b) Q-switching
→ ngưỡng của laser tăng, kéo theo năng lượng được trữ lại trong vùng hoạt chất nhiều hơn
→ Khi ta ngắt nguồn gây mất mát nhanh chóng, Q được chuyển sang trạng thái có giá trị cao hơn
27/09/2011 89
III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung
Có thể điều biến độ phẩm chất chủ động: đưa vào BCH một bộ điều biến dựa trên nguyên lý cơ-quang, điện-quang, âm-quang → Chủ động được thời gian phát xung
Hoặc có thể điều biến độ phẩm chất thụ động: đưa vào BCH một chất hấp thụ có tính bão hòa → chỉ phù hợp với laser có thời gian sống của mức năng lượng laser trên tương đối dài, tốc độ biến điệu chậm, xung laser dài, không chủ động được tần số lặp lại và độ rộng xung.
III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung
Kỹ thuật này dựa trên việc trữ photon trong BCH trong khoảng thời gian không phát xung và giải phóng chúng khi phát xung. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
27/09/2011 92
III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung
Ba phương pháp tạo xung trên dựa vào quá trình chuyển tiếp của môi trường laser. Gain switching tạo xung cỡ ps (10-12s), Q-switching và cavity dumping tạo ra các xung cực lớn và có chiều dài xung cỡ ns (10-9s) .
Một phương pháp khác 3 phương pháp trên, dựa vào quá trình cân bằng
động lực học của laser tạo ra các xung cực ngắn fs (10-15s) . Phương pháp này can thiệp trực tiếp vào pha của các mode dọc, gọi là khóa mode dọc (mode-locking).
Chương III: Phát xạ laser
III.1. Lý thuyết dao động Laser
III.2. Các đặc trưng của laser
III.3. Laser xung
III.3.1. Các phương pháp tạo laser xung