Wielopryzmowy oscylator laserowy z kratą - Multiple-prism grating laser oscillator
Oscylatory laserowe z wielopryzmatową siatką lub oscylatory laserowe MPG wykorzystują rozpraszanie wiązki wielu pryzmatów do oświetlania siatki dyfrakcyjnej zamontowanej w konfiguracji Littrow lub w konfiguracji padania. Początkowo te przestrajalne oscylatory dyspersyjne o wąskiej szerokości linii zostały wprowadzone jako wielopryzmowe oscylatory kratowe Littrowa (MPL) lub hybrydowe wielopryzmowe wnęki kratowe o zbliżającym się wypasie (HMPGI) do organicznych laserów barwnikowych . Jednak te projekty zostały szybko przyjęte dla innych typów laserów, takich jak lasery gazowe , lasery diodowe , a ostatnio laserów światłowodowych .
Pobudzenie
Oscylatory laserowe z siatką wielopryzmatową mogą być wzbudzane elektrycznie, jak w przypadku laserów gazowych i laserów półprzewodnikowych, lub optycznie, jak w przypadku laserów krystalicznych i laserów z barwnikiem organicznym. W przypadku wzbudzenia optycznego często konieczne jest dopasowanie polaryzacji lasera wzbudzającego do preferencji polaryzacji oscylatora wielopryzmatowego. Można to zrobić za pomocą rotatora polaryzacyjnego, poprawiając w ten sposób wydajność konwersji lasera.
Wydajność w zakresie szerokości linii
Teorii dyspersji wielokrotnego pryzmat jest stosowane do projektowania tych ekspanderów wiązki albo w dodatku do konfiguracji, co dodanie lub odjęcie ich dyspersję dyspersji ucierania lub w kompensowaniu konfigurację (podatność zerową dyspersję przy długości fali projektu) umożliwiając w ten sposób siatkę dyfrakcyjną dla kontrolować charakterystykę strojenia wnęki lasera. W tych warunkach, to znaczy przy zerowej dyspersji z rozpraszacza wielopryzmatowego, szerokość linii lasera jednoprzebiegowego jest wyrażona wzorem
gdzie jest dywergencja wiązki, a M jest powiększeniem wiązki zapewnianym przez ekspander wiązki, który zwielokrotnia dyspersję kątową zapewnianą przez siatkę dyfrakcyjną. W przypadku ekspanderów wielopryzmatowych współczynnik ten może wynosić nawet 100-200.
Gdy dyspersja ekspandera wielopryzmatowego nie jest równa zeru, wówczas szerokość linii w jednym przejściu jest dana wzorem
gdzie pierwsza różnica odnosi się do kątowej dyspersji z siatki, a druga różnica odnosi się do ogólnej dyspersji z wielopryzmatowego rozpraszacza wiązki .
Duarte wykazał, że zoptymalizowane półprzewodnikowe oscylatory laserowe z wielopryzmatową siatką generują impulsową emisję w pojedynczym trybie podłużnym, ograniczoną jedynie przez zasadę nieoznaczoności Heisenberga . Szerokości linii laserowej na tych eksperymentów podano w ≈ 350 MHz (lub ≈ 0,0004 nm i 590 nm) w impulsów ~ 3 d szeroki, na poziomie mocy w systemie kW.
Aplikacje
Zastosowania tych przestrajalnych laserów wąskoliniowych obejmują:
- Spójna spektroskopia Ramana anty-Stokesa i diagnostyka spalania
- LIDAR
- Spektroskopia laserowa
- Separacja izotopów za pomocą lasera w parach atomowych
Zobacz też
- Lasery barwnikowe
- Lasery barwnikowe na ciele stałym
- Wnęka lasera
- Szerokość linii lasera
- Teoria dyspersji wielopryzmatowej
- Rotator polaryzacyjny
- Lasery przestrajalne