अल्ट्राफास्ट लेजर क्या है?

A. अल्ट्राफास्ट लेज़रों की अवधारणा

अल्ट्राफास्ट लेज़र आमतौर पर मोड-लॉक्ड लेज़रों को संदर्भित करते हैं जिनका उपयोग अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स उत्सर्जित करने के लिए किया जाता है, उदाहरण के लिए, फेम्टोसेकंड या पिकोसेकंड अवधि के पल्स। एक अधिक सटीक नाम अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेज़र होगा। अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेज़र लगभग मोड-लॉक्ड लेज़र होते हैं, लेकिन लाभ स्विचिंग प्रभाव अल्ट्राशॉर्ट पल्स भी उत्पन्न कर सकता है।

B. अल्ट्राफास्ट लेजर का प्रकार

1. टाइटेनियम-सैफायर लेज़र, आमतौर पर केर लेंस मोड-लॉक्ड, लगभग 5 fs जितनी छोटी अवधि के पल्स उत्पन्न कर सकते हैं। उनकी औसत आउटपुट शक्ति आमतौर पर कुछ सौ मिलीवाट होती है, जिसमें पल्स पुनरावृत्ति दर, मान लीजिए, 80 मेगाहर्ट्ज और दसियों फेमटोसेकंड या उससे कम होती है, और पल्स अवधि दसियों फेमटोसेकंड या उससे कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप अत्यधिक उच्च शिखर शक्ति प्राप्त होती है। लेकिन टाइटेनियम-सैफायर लेज़रों को कुछ हरे-प्रकाश लेज़रों से प्रकाश पंप करने की आवश्यकता होती है, जो उन्हें अधिक जटिल और महंगा बनाता है।

2. कई डायोड-पंप्ड लेज़र उपलब्ध हैं, उदाहरण के लिए, यटरबियम-डोप्ड (क्रिस्टल या काँच) या क्रोमियम-डोप्ड लेज़र क्रिस्टल पर आधारित, जो आमतौर पर SESAM पैसिव मोड-लॉकिंग का उपयोग करते हैं। हालाँकि डायोड-पंप्ड लेज़रों की पल्स अवधि टाइटेनियम-सैफायर लेज़रों की पल्स अवधि जितनी कम नहीं होती, फिर भी डायोड-पंप्ड लेज़र पल्स अवधि, पल्स पुनरावृत्ति दर और औसत शक्ति (नीचे देखें) के संदर्भ में एक विस्तृत पैरामीटर क्षेत्र को कवर कर सकते हैं।

3. दुर्लभ मृदा तत्वों से युक्त ग्लास फाइबर पर आधारित फाइबर लेज़रों को भी निष्क्रिय रूप से मोड-लॉक किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, नॉनलाइनियर पोलराइज़ेशन रोटेशन या SESAM का उपयोग करके। औसत शक्ति, विशेष रूप से अधिकतम शक्ति, के संदर्भ में ये बल्क लेज़रों की तुलना में अधिक सीमित होते हैं, लेकिन इन्हें फाइबर एम्पलीफायरों के साथ आसानी से जोड़ा जा सकता है। मोड-लॉक्ड फाइबर लेज़रों पर लेख में अधिक जानकारी दी गई है।

(4) मोड-लॉक्ड डायोड लेज़र इंटीग्रल डिवाइस या एक्सटर्नल कैविटी डायोड लेज़र हो सकते हैं, और सक्रिय, निष्क्रिय या मिश्रित मोड-लॉक्ड हो सकते हैं। आमतौर पर, मोड-लॉक्ड डायोड लेज़र मध्यम पल्स ऊर्जा पर उच्च (कई हज़ार मेगाहर्ट्ज़) पल्स पुनरावृत्ति दर पर कार्य करते हैं।

अल्ट्राफास्ट लेजर ऑसिलेटर्स अल्ट्राफास्ट लेजर प्रणालियों का हिस्सा हो सकते हैं, जिसमें अधिकतम शक्ति और औसत आउटपुट शक्ति बढ़ाने के लिए अल्ट्राफास्ट एम्पलीफायर (जैसे फाइबर ऑप्टिक एम्पलीफायर) भी शामिल हो सकता है।