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
Последние статьи
Объемные брэгговские решетки в лазерных резонаторах

В статье приводится обзор последних достижений в разработке дифракционных оптических элементов - решеток Брэгга, записанных на фототерморефрактивных (ФТР) стеклах. Группа из колледжа оптики и фотоники при Университете центральной Флориды представила экспериментальные результаты, отражающие изменения параметров выходного лазерного излучения при использовании брэгговских решеток, записанных на ФТР стекле. 

Применение квантово-каскадных лазеров в абсорбционной спектроскопии

Спектроскопические методы, основанные на использовании лазерных источников, имеют большой потенциал для выявления и мониторинга компонентов в газовой фазе. Высокая чувствительность и селективность лазера позволяет использовать их для количественной оценки атомов и молекул в образце. Квантово-каскадные лазеры, излучающие в области среднего ИК диапазона, обеспечивают высокое разрешение и позволяют идентифицировать спектр молекул в газовых образцах и в парах воды.

Спектроскопия тонкопленочных покрытий

Тонкие пленки используются в современных высокотехнологичных полупроводниковых структурах, микроэлектронике, матричных приемниках и, конечно, в оптике. Развитие знаний о свойствах материалов позволило науке совершить настоящий прорыв. Конечное применение тонкопленочных структур может быть разнообразным, но постоянной остается необходимость точного контроля толщины каждого слоя в процессе эпитаксиального роста. Толщина пленки обычно находится в диапазоне от 1 нм до 100 мкм.

Компенсация дисперсии в микроскопии трехфотонного возбуждения

Трехфотонная микроскопия – усовершенствованный метод двухфотонной микроскопии, в котором используется не двух-, а трехфотонное возбуждение в диапазоне 1300 – 1700 нм.  Увеличение длины волны возбуждающего лазерного излучения до 1700 нм позволяет сократить рассеяние и поглощение в тканях, ограничивающих глубину поля зрения, однако методы компенсации дисперсии в многофотонной микроскопии по-прежнему остаются актуальной темой исследований в современной фотонике.

Спектрометры Avantes для лазерно-искровой эмиссионной спектроскопии

Лазерно-искровая эмиссионная спектроскопия (ЛИЭС) – один из типов атомно-эмиссионного спектрального анализа. Методом ЛИЭС изучаются спектры плазмы лазерного пробоя (лазерной искры) в анализе твердотельных образцов, жидкостей, газовых сред, взвешенной пыли и аэрозолей.

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