Полупроводниковые зеркала с насыщающимся поглотителем ( SESAM ) представляют собой тип насыщающегося поглотителя, который используется в лазерах с синхронизацией мод.
Полупроводниковые насыщающиеся поглотители использовались для синхронизации мод лазера еще в 1974 году, когда германий p-типа использовался для синхронизации мод CO2-лазера, который генерировал импульсы длительностью около 500 пикосекунд. Современные SESAM представляют собой полупроводниковую одиночную квантовую яму (SQW) III-V или несколько квантовых ям, выращенных на полупроводниковых распределенных брэгговских отражателях (DBR). Первоначально они использовались в схеме резонансной импульсной синхронизации (RPM) в качестве пусковых механизмов для Ti: сапфировых лазеров, в которых KLM использовался в качестве быстро насыщающегося поглотителя. RPM - еще один метод синхронизации мод со связанными резонаторами. В отличие от APMВ лазерах, которые используют нерезонансную фазовую нелинейность керровского типа для сокращения импульсов, RPM использует амплитудную нелинейность, обеспечиваемую эффектами заполнения резонансной полосы полупроводников. Вскоре SESAM были преобразованы во внутрирезонаторные насыщаемые поглотители из-за большей простоты, присущей этой конструкции. С тех пор использование SESAM позволило на несколько порядков улучшить длительность импульсов, среднюю мощность, энергию импульсов и частоту повторения 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. [ необходима 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. «С тех пор почти два десятилетия ее группа в ETH Zurich продолжала определять и продвигать передовой рубеж в области сверхбыстрых твердотельных лазеров, 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 их важные промышленные применения включают оптическую связь, прецизионные измерения, микроскопию, офтальмологию и микрообработку ».[1]
Основное преимущество SESAM по сравнению с другими методами насыщающегося поглотителя заключается в том, что параметрами поглотителя можно легко управлять в широком диапазоне значений. [ количественно ] Например, флюенс насыщения можно контролировать, изменяя коэффициент отражения верхнего отражателя, в то время как глубину модуляции и время восстановления можно настраивать, изменяя условия выращивания при низких температурах для слоев поглотителя. Эта свобода проектирования 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] [нерелевантная цитата ]
Ссылки [ править ]
- ^ "Группа" . ulp.ethz.ch . Проверено 10 мая 2020 .
- ^ Х. Чжан и др., "Индуцированные солитоны, образованные кросс-поляризационным взаимодействием в волоконном лазере с двулучепреломляющим резонатором". Архивировано 07 июля 2011 г.в Wayback Machine , Opt. Lett., 33, 2317–2319. (2008).
- ^ DY Tang et al., "Наблюдение за векторными солитонами высокого порядка с синхронизацией поляризации в волоконном лазере". Архивировано 20 января 2010 г.в Wayback Machine , Physical Review Letters , 101, 153904 (2008).
- ^ Х. Чжан и др., "Когерентный обмен энергией между компонентами векторного солитона в волоконных лазерах", Optics Express , 16,12618–12623 (2008).
- ^ Чжан Х .; и другие. (2009). «Многоволновая диссипативная солитонная работа волоконного лазера, легированного эрбием». Оптика Экспресс . 17 (2): 12692–12697. arXiv : 0907.1782 . Bibcode : 2009OExpr..1712692Z . DOI : 10.1364 / oe.17.012692 . PMID 19654674 .
- ^ LM Zhao et al., "Фиксация вращения поляризации векторных солитонов в волоконном кольцевом лазере". Архивировано 07 июля 2011 г.в Wayback Machine , Optics Express , 16,10053–10058 (2008).
