अल्ट्राफास्ट लेजर क्या है?

ए. अति तीव्र लेजरों की अवधारणा

अल्ट्राफास्ट लेज़र आमतौर पर मोड-लॉक्ड लेज़रों को संदर्भित करते हैं जिनका उपयोग अत्यंत लघु स्पंदन उत्सर्जित करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, फेम्टोसेकंड या पिकोसेकंड अवधि के स्पंदन। अधिक सटीक नाम अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेज़र होगा। अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेज़र लगभग मोड-लॉक्ड लेज़र होते हैं, लेकिन गेन स्विचिंग प्रभाव से भी अत्यंत लघु स्पंदन उत्पन्न किए जा सकते हैं।

बी. अति तीव्र लेजर का प्रकार

1. टाइटेनियम-नीलम लेज़र, जो आमतौर पर केर लेंस मोड-लॉक्ड होते हैं, लगभग 5 fs जितनी छोटी अवधि के पल्स उत्पन्न कर सकते हैं। इनकी औसत आउटपुट शक्ति आमतौर पर कुछ सौ मिलीवाट होती है, पल्स पुनरावृति दर लगभग 80 मेगाहर्ट्ज और दसियों फेम्टोसेकंड या उससे कम होती है, और पल्स की अवधि दसियों फेम्टोसेकंड या उससे कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक उच्च शिखर शक्ति प्राप्त होती है। लेकिन टाइटेनियम-नीलम लेज़रों को कुछ हरे-प्रकाश लेज़रों से पंपिंग प्रकाश की आवश्यकता होती है, जो इन्हें अधिक जटिल और महंगा बनाता है।

2. उदाहरण के लिए, यटरबियम-मिश्रित (क्रिस्टल या कांच) या क्रोमियम-मिश्रित लेजर क्रिस्टल पर आधारित विभिन्न डायोड-पंप लेजर उपलब्ध हैं, जो आमतौर पर SESAM पैसिव मोड-लॉकिंग का उपयोग करते हैं। हालांकि डायोड-पंप लेजर की पल्स अवधि टाइटेनियम-सैफायर लेजर की पल्स अवधि जितनी छोटी नहीं होती, फिर भी डायोड-पंप लेजर पल्स अवधि, पल्स पुनरावृति दर और औसत शक्ति के संदर्भ में एक विस्तृत पैरामीटर क्षेत्र को कवर कर सकते हैं (नीचे देखें)।

3. दुर्लभ पृथ्वी तत्वों से युक्त कांच के तंतुओं पर आधारित फाइबर लेजर को भी निष्क्रिय रूप से मोड-लॉक किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, नॉनलाइनियर पोलराइजेशन रोटेशन या SESAM का उपयोग करके। औसत शक्ति, विशेष रूप से शिखर शक्ति के मामले में, ये बल्क लेजर की तुलना में अधिक सीमित होते हैं, लेकिन इन्हें फाइबर एम्पलीफायर के साथ आसानी से संयोजित किया जा सकता है। मोड-लॉक्ड फाइबर लेजर पर लेख में अधिक विवरण दिया गया है।

(4) मोड-लॉक्ड डायोड लेज़र इंटीग्रल डिवाइस या बाह्य कैविटी डायोड लेज़र हो सकते हैं, और ये सक्रिय, निष्क्रिय या मिश्रित मोड-लॉक्ड हो सकते हैं। आमतौर पर, मोड-लॉक्ड डायोड लेज़र मध्यम पल्स ऊर्जा पर उच्च (कई हज़ार मेगाहर्ट्ज़) पल्स पुनरावृति दर पर संचालित होते हैं।

अल्ट्राफास्ट लेजर ऑसिलेटर अल्ट्राफास्ट लेजर सिस्टम का हिस्सा हो सकते हैं, जिसमें पीक पावर और औसत आउटपुट पावर को बढ़ाने के लिए एक अल्ट्राफास्ट एम्पलीफायर (जैसे फाइबर ऑप्टिक एम्पलीफायर) भी शामिल हो सकता है।