激光器:
各种类型的主动或被动Q开关激光器在纳秒持续时间范围内发射脉冲;特别紧凑的微芯片激光器也可以产生亚纳秒脉冲。大多数调Q激光器是固态体激光器,其中一些可以在毫焦耳甚至多焦耳区域实现高脉冲能量。
一些固态体激光器用闪光灯泵浦,但没有Q开关;在自由运行模式下(即,使用脉冲泵浦但没有腔内损耗调制),可以获得更长的脉冲和更高的脉冲能量。
准分子激光器用于在紫外光谱区域产生强烈的纳秒脉冲。它们被泵送相当短的电脉冲。
其他一些气体激光器(例如氮气激光器)和金属蒸汽激光器(例如铜蒸汽激光器)也由电流脉冲驱动,通常不能在连续波操作中工作。
持续时间在皮秒或飞秒域的超短脉冲通常由锁模激光器产生,锁模激光器可能是固态体激光器、光纤激光器或半导体激光器。它们的脉冲能量通常很小,脉冲重复率通常在兆赫兹或千兆赫兹区域。对于更高的脉冲能量(大约多一个数量级),可以使用空腔倾倒激光器。
增益开关半导体激光器适用于能量相对较低的纳秒或皮秒脉冲(→皮秒二极管激光器)。
可以产生相对较长的脉冲,例如在准连续波操作中使用激光二极管。
单脉冲、重复和突发模式
单脉冲模式
一些脉冲激光器在单脉冲模式下工作,当应用需要时,每个脉冲都可以自由触发。在这种状态下,人们通常达到相当高的脉冲能量,但脉冲重复率却非常有限。例如,它适用于灯泵浦固态激光器。
重复脉冲
一些激光器以恒定的脉冲重复率发射脉冲。对于调Q激光器,这通常在10 Hz和100 kHz之间,而锁模激光器以非常高的重复率发射,通常为数十或数百兆赫兹,有时甚至数千兆赫兹。每个脉冲的能量相应较低。
通过使用脉冲选择器,脉冲重复率可能会降低一些可能很大的因素。
突发模式
对于某些应用,使用脉冲串(束)是有利的。这意味着以接近的时间间隔(例如几纳秒)发射一定数量的脉冲,形成突发,下一次脉冲可能仅在更长的时间后发生。
许多激光器类型不适合这种操作模式,或者只需要大量的额外技术努力。一种非常灵活的方法是使用种子激光二极管产生脉冲,并在光纤放大器中放大脉冲。然后,人们可以通过适当地驱动种子激光器来定义爆发。为了补偿突发期间的增益饱和(即脉冲能量下降),可以应用在突发期间上升的种子脉冲能量。
脉冲质量
脉冲质量有很多方面,其中一些可能与应用非常相关:
通常需要具有非常可重复(恒定)的脉冲参数,如脉冲能量、持续时间、中心波长和带宽。此外,对于某些激光应用,时间脉冲形状(光功率与时间的关系)和光学相位的演变应该相当恒定。
在某些情况下,避免任何前脉冲或后脉冲很重要。例如,在激光诱导核聚变或其他高强度物理实验中,重要的是目标被强烈的激光脉冲“吓了一跳”,而不是已经被一些不需要的前脉冲蒸发。
脉冲时序也很重要。一些激光器 - 特别是稳定良好的锁模激光器 - 表现出极小的定时抖动,特别是在小测量时间间隔(例如脉冲到脉冲抖动)上。
镭尔特生产的脉冲激光二极管采用叠层隧道结技术,结合金属、塑封封装,可实现25W/50W/75W/100W脉冲功率输出,其工作脉冲宽度1-100ns可调,其主要应用领域为激光测距,激光传感,激光雷达。具备低成本、国产化、长可靠性等优势。