Полупроводниковое зеркало с насыщающимся поглотителем - Semiconductor saturable-absorber mirror

Полупроводниковые зеркала с насыщающимся поглотителем (SESAM) являются разновидностью насыщающийся поглотитель используется в синхронизация режима лазеры.

Полупроводниковые насыщающиеся поглотители использовались для синхронизации мод лазера еще в 1974 году, когда р-тип. германий используется для синхронизации режима CO2-лазера, генерирующего импульсы длительностью около 500 пикосекунд. Современные SESAM представляют собой полупроводниковую одиночную квантовую яму (SQW) III-V или несколько квантовые ямы выращенный на полупроводнике распределенный Отражатели Брэгга (DBR). Первоначально они использовались в схеме резонансной импульсной синхронизации (RPM) в качестве пусковых механизмов для Ti: сапфировые лазеры в котором KLM использовался в качестве быстро насыщающегося поглотителя. RPM - еще один метод синхронизации мод со связанными резонаторами. Отличается от APM В лазерах, которые используют нерезонансную фазовую нелинейность керровского типа для укорочения импульсов, RPM использует амплитудную нелинейность, обеспечиваемую эффектами заполнения резонансных зон полупроводников. Вскоре SESAM были преобразованы во внутрирезонаторные насыщаемые поглотители из-за большей простоты, присущей этой структуре. С тех пор использование SESAM позволило на несколько порядков улучшить длительность импульсов, среднюю мощность, энергию импульсов и частоту следования сверхбыстрых твердотельных лазеров. Получены средняя мощность 60 Вт и частота повторения до 160 ГГц. Используя KLM с поддержкой SESAM, были получены импульсы длительностью менее шести фемтосекунд непосредственно от генератора Ti: Sapphire.[нужна цитата ]

Урсула Келлер изобрела и продемонстрировала полупроводниковое зеркало с насыщающимся поглотителем (SESAM), которое продемонстрировало первый твердотельный лазер с диодной накачкой с пассивной синхронизацией мод в 1992 году. «В течение почти двух десятилетий с тех пор ее группа в ETH Zurich продолжала определять и расширять границы в сверхбыстром твердотельные лазеры как с подробными теоретическими моделями, так и с лучшими в мире экспериментальными результатами, демонстрирующими улучшение на порядки таких ключевых характеристик, как длительность импульса, энергия и частота повторения. Она также помогла возглавить промышленный перенос этой технологии. Сегодня большинство ультракоротких лазеров основаны на синхронизации мод SESAM и имеют важные промышленные применения, начиная от оптической связи, прецизионных измерений, микроскопии, офтальмологии и микромеханической обработки ». [1]

Основное преимущество SESAM по сравнению с другими методами насыщения поглотителя заключается в том, что параметрами поглотителя можно легко управлять в широком диапазоне значений.[количественно оценить ] Например, флюенс насыщения можно контролировать, изменяя коэффициент отражения верхнего отражателя, в то время как глубину модуляции и время восстановления можно настраивать путем изменения условий выращивания при низких температурах для слоев поглотителя. Эта свобода конструкции еще больше расширила применение SESAM для синхронизации мод волоконных лазеров, где требуется относительно высокая глубина модуляции для обеспечения самозапуска и стабильности работы. Волоконные лазеры, работающие на 1 мкм и 1,5 мкм, были успешно продемонстрированы.[2][3][4][5][6][неуместное цитирование ]

Рекомендации

  1. ^ "Группа". ulp.ethz.ch. Получено 2020-05-10.
  2. ^ Х. Чжан и др., "Индуцированные солитоны, образованные кросс-поляризационным взаимодействием в волоконном лазере с двулучепреломляющим резонатором" В архиве 2011-07-07 на Wayback Machine, Опт. Lett., 33, 2317–2319. (2008).
  3. ^ Д.Ю. Тан и др., «Наблюдение векторных солитонов высокого порядка с синхронизацией поляризации в волоконном лазере» В архиве 2010-01-20 на Wayback Machine, Письма с физическими проверками, 101, 153904 (2008).
  4. ^ Х. Чжан и др. «Когерентный обмен энергией между компонентами векторного солитона в волоконных лазерах», Оптика Экспресс, 16,12618–12623 (2008).
  5. ^ Zhang H .; и другие. (2009). "Многоволновая диссипативная солитонная работа волоконного лазера, легированного эрбием". Оптика Экспресс. 17 (2): 12692–12697. arXiv:0907.1782. Bibcode:2009OExpr..1712692Z. Дои:10.1364 / oe.17.012692. PMID  19654674.
  6. ^ L.M. Zhao et al., «Синхронизация вращения поляризации векторных солитонов в кольцевом волоконном лазере» В архиве 2011-07-07 на Wayback Machine, Оптика Экспресс, 16,10053–10058 (2008).