Dicas WISOPTIC de Tecnologia Laser: Laser Dynamics

Dicas WISOPTIC de Tecnologia Laser: Laser Dynamics

A dinâmica do laser refere-se à evolução de certas quantidades de lasers ao longo do tempo, como potência e ganho óptico.

O comportamento dinâmico do laser é determinado pela interação entre o campo óptico na cavidade e o meio de ganho. De um modo geral, a potência do laser irá variar com a diferença entre o ganho e a cavidade ressonante, e a taxa de variação do ganho é determinada pelo processo de emissão estimulada e emissão espontânea (também pode ser determinada pelo efeito de extinção e pelo processo de transferência de energia).

Algumas aproximações específicas são usadas. Por exemplo, o ganho do laser não é muito alto. Em um laser de luz contínua, a relação entre a potência do laser P e o coeficiente de ganho g na cavidade satisfaz a seguinte equação diferencial de acoplamento:

WISOPTIC Tips of Laser Technology

Onde TR é o tempo necessário para uma viagem de ida e volta na cavidade, l é a perda de cavidade, gWL é o pequeno ganho de sinal (em uma determinada intensidade de bomba), τg é o tempo de relaxamento de ganho (geralmente próximo ao tempo de vida do estado de energia superior), e Esat é tA energia de absorção saturada do meio de ganho.

Em lasers de onda contínua, a dinâmica mais preocupada é o comportamento de comutação do laser (geralmente incluindo a formação de picos de potência de saída) e o estado de trabalho quando há uma perturbação no processo de trabalho (geralmente uma oscilação de relaxamento). A esse respeito, diferentes tipos de lasers têm comportamentos muito diferentes.

Por exemplo, lasers isolantes dopados são propensos a picos e oscilações de relaxamento, mas os diodos laser não. Em um laser Q comutado, o comportamento dinâmico é muito importante, onde a energia armazenada no meio de ganho mudará muito quando o pulso for emitido. Os lasers de fibra Q comutada geralmente têm ganhos muito altos e existem alguns outros fenômenos dinâmicos. Geralmente faz com que o pulso tenha algumas subestruturas no domínio do tempo, que podem não pode ser explicado pela equação acima.

Uma equação semelhante também pode ser usada para lasers de bloqueio de modo passivo; então, a primeira equação precisa adicionar um termo adicional para descrever a perda do absorvedor saturável. O resultado desse efeito é que a atenuação da oscilação de relaxamento é reduzida. O processo de oscilação de relaxamento nem mesmo atenua, então a solução de estado estacionário não se torna mais estável, e o laseralgum instabilidade do Bloqueio de modo Q comutado ou outros tipos de comutador Qing.


Horário da postagem: agosto-10-2021