Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Переключение усиления - это метод в оптике, с помощью которого можно заставить лазер генерировать световые импульсы чрезвычайно короткой длительности, порядка пикосекунд ( 10 -12  с ). [1] [2]

Импульс, генерируемый переключением усиления

В полупроводниковом лазере оптические импульсы генерируются путем инжекции большого количества носителей ( электронов ) в активную область устройства, в результате чего плотность носителей в этой области снижается до уровня выше порога генерации . Когда плотность носителей превышает это значение, последующее вынужденное излучение приводит к генерации большого количества фотонов.

Однако носители истощаются в результате стимулированного излучения быстрее, чем они вводятся. Таким образом, плотность носителей в конечном итоге падает ниже порога генерации, что приводит к прекращению оптического выхода. Если инжекция носителей не прекратилась в течение этого периода, то плотность носителей в активной области может еще раз увеличиться, и процесс повторится.

На рисунке справа показан типичный импульс, генерируемый переключением усиления с помощью синусоидального инжектируемого тока на частоте 250 МГц, создающего импульс приблизительно 50 пс. Плотность носителей истощается во время импульса и впоследствии увеличивается из-за продолжающейся подачи тока, производя вторичный импульс меньшего размера. Если инжекционный ток быстро отключается в нужное время, например, с использованием схемы диода ступенчатого восстановления , может быть сгенерирован одиночный световой импульс 50 пс.

Для твердотельных и лазеров на красителе , переключение коэффициента усиления (или синхронная накачка ) обычно включает лазерные усиливающую среду , будучи накачку с другим импульсным лазером. Поскольку импульсы накачки имеют короткую длительность, оптическое усиление присутствует в лазере только в течение короткого времени, что приводит к импульсному выходу. Модуляция добротности чаще используется для получения импульсного излучения этих типов лазеров, поскольку могут быть получены импульсы с гораздо более высокой пиковой мощностью.

Термин « переключение усиления» основан на том факте, что оптическое усиление является отрицательным, когда плотность носителей или интенсивность накачки в активной области устройства ниже порога, и переключается на положительное значение, когда плотность носителей или интенсивность накачки превышает порог генерации.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Lau, KY (1988-01-25). «Переключение усиления полупроводниковых инжекционных лазеров». Письма по прикладной физике . Издательство AIP. 52 (4): 257–259. DOI : 10.1063 / 1.99486 . ISSN  0003-6951 .
  2. ↑ Васильев, Питер (1995). Сверхбыстрые диодные лазеры: основы и приложения . Лондон: Artech House. ISBN 978-0-89006-736-9. OCLC  32050294 .