Главная / Библиотека / Метод сжатия фемтосекундных импульсов

Метод сжатия фемтосекундных импульсов с FemtoControl от APE

Метод сжатия фемтосекундных импульсов

Уширение коротких лазерных импульсов

Короткие лазерные импульсы (длительностью не более 10 пс) уширяются при распространении в оптически плотных средах. "Размывание" происходит из-за разной групповой скорости распространения различных спектральных компонент импульса.
Импульс падает на стеклянную пластину с нормальной оптической дисперсией, т.е. длинноволновая спектральная компонента распространяется быстрее коротковолновой. После прохождения сквозь пластину задняя (длинноволновая) часть импульса нагоняет переднюю (коротковолновую) часть импульса, образуя частотно-ограниченный импульс. При дальнейшем распространении в стекле импульс вновь удлиняется и превращается в укороченный импульс с нарастающей частотой – положительный чирп. Расчет укорочения обязательно учитывает дисперсию групповой скорости.

pulse-compression-positive-dispersion-1

Образование положительного чирпа

pulse-compression-negative-dispersion-1

Образование отрицательного чирпа

Автоматизированные компенсаторы дисперсии femtoControl разработаны специально для применения с фемто- и пикосекундными лазерами для укорачивания импульсов, средняя частота которых монотонно растет или убывает.
Компенсируя аномальную дисперсию нормальной дисперсией, удается достичь первоначальной длины светового импульса – на этом принципе основано действие компрессора коротких импульсов.

Приложения

Компенсация дисперсии и сжатие импульсов необходимы, когда сверхкороткие импульсы проходят через большое количество оптических элементов, например, в микроскопии многофотонного возбуждения: аномальная групповая дисперсия скорости составляет 13000 фс², приводит к уширению импульса длительностью 100 фс до 370 фс на длине волны 800 нм. Сечение многофотонного поглощения зависит от ширины импульса. Высокое значение дисперсии приводит к уширению ("расплыванию") импульса.

Компенсатор, содержащий призмы, формирует нормальную угловую дисперсию, которая компенсирует аномальную дисперсию групповой скорости. Длительность импульса возвращается к первоначальному значению 100 фс. Измерение флуоресценции в микроскопии многофотонного возбуждения упрощается, так как из-за сжатия увеличивается средняя мощность, повышается соотношение «сигнал-шум».

pulse-compression-dispersion-compensation-b-1-1
Принцип компенсации отрицательной дисперсии

Компрессия импульсов

Главные элементы компрессора импульсов – две пары призм, либо пара решеток. Компенсатор на базе призм применяется для сжатия импульсов с начальной длительностью 80-150 фс и уширением до 700 фс. Количественно дисперсия зависит от расстояния между призмами и вещества, из которого они состоят. Для увеличения угловой дисперсии можно увеличить расстояние между призмами, либо подобрать подходящий материал. На рисунке ниже приведена схема призменного компенсатора. В призме 1 свет преломляется на границе и выходит под разными углами. Разделенный на спектральные составляющие пучок остается параллельным и в призмах 3 и 4 претерпевает обратное спектральное расщепление.

Призменный компрессор импульсов более универсален по функционалу, чем компенсатор с дифракционными решетками: первый можно применять для компрессии и положительных, и отрицательных чирпов, второй – только для компрессии положительных чирпов.

pulse-compression-prism-compressor-1

Схема призменного компрессора импульсов

pulse-compression-grating-compressor-1

Схема компрессора импульсов на основе дифракционных решеток

Компания APE более 20 лет специализируется на разработке измерительного оборудования для работы с короткими световыми импульсами:

  • Благодаря сочетанию кристаллов, автокорелляторы SPIDER измеряют ширину фемто- и пикосекундного импульса в диапазоне от 420 нм до 2200 нм. Распознаваемая ширина импульсов - от 20 пс до 6 фс, спектральное разрешение - 0.1 нм.
  • Компактный индикатор пиковой мощности peakDetect легко встраивается в лабораторные схемы. Частота отслеживается и отображается на графиках в реальном времени, что позволяет оценить добротность импульса.
  • Спектрометры waveScan не требуют предварительной настройки и калибровки. Оптоволоконный вход минимизирует потери исследуемого излучения, как непрерывного, так и импульсного.

 

©APE

Компания INSCIENCE помогает своим заказчикам решать любые вопросы и потребности по продукции APE на территории РФ 

Теги измерение длительности коротких импульсов компрессия импульсов автокореллятор фемтосекундные лазеры
Новые статьи
Измерение спектров флуоресценции Avantes

Флуоресцентная спектроскопия (т.н. флуорометрия или спектрофлуориметрия), представляет собой тип электромагнитной спектроскопии, при которой анализируется флуоресценция образца.

Применение дифракционных оптических элементов в преобразовании распределения интенсивности лазерного пучка

В статье изложены принципы работы и примеры использования современной дифракционной оптики: гомогенизаторов, светоделителей, формирователей профиля интенсивности.

Бриллюэновская спектроскопия

Высокая контрастность и подавление волн накачки в спектрометре LightMachinery HF-8999-532 позволили наблюдать отчетливый спектр Бриллюэна.

У Вас особенный запрос?
У Вас особенный запрос?
Весьма часто наши заказчики лучше нас знают, какое оборудование им нужно. В этом случае мы берём на себя общение с производителем, доставку и таможенную очистку, а также все вопросы гарантийного периода. Пожалуйста, заполните эту форму, и мы свяжемся с Вами, чтобы помочь решить любую Вашу задачу. Или позвоните нам по телефону +7(495)199-0-199
Форма заявки
Ваше имя: *
Ваше имя
Ваш e-mail: *
Ваш телефон: *
Ваш телефон
Наши
контакты
г. Москва, ул. Бутлерова, д. 17Б, офис 502

г. Санкт-Петербург, Коломяжский проспект, 33 корпус 2