Полупроводниковое зеркало с насыщающимся поглотителем

Полупроводниковые зеркала с насыщающимся поглотителем ( SESAM ) представляют собой тип насыщающегося поглотителя, используемого 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 CO ₂ -лазера, который генерировал импульсы длительностью около 500 пикосекунд. Современные SESAM представляют собой полупроводниковые одиночные квантовые ямы (SQW) III-V или множественные квантовые ямы, выращенные на полупроводниковых распределенных брэгговских отражателях (DBR). Первоначально они использовались в схеме синхронизации резонансных импульсов (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 связанным резонатором. В отличие от лазеров APM , которые используют нерезонансную фазовую нелинейность типа Керра для укорачивания импульса, RPM использует амплитудную нелинейность, обеспечиваемую эффектами резонансного заполнения зоны полупроводников. SESAM вскоре были преобразованы во внутрирезонаторные насыщающиеся поглотительные устройства из-за большей простоты, присущей этой конструкции. С тех пор использование SESAM позволило на несколько порядков улучшить длительность импульса, среднюю мощность, энергию импульса и частоту повторения сверхбыстрых твердотельных лазеров. Была получена средняя мощность 60 Вт и частота повторения до 160 ГГц. С помощью KLM с помощью SESAM были получены импульсы длительностью менее шести фемтосекунд непосредственно от генератора Ti: Sapphire. ^{[ нужна ссылка ]}

Урсула Келлер изобрела и продемонстрировала полупроводниковое насыщающееся поглощающее зеркало (SESAM), которое в 1992 году продемонстрировало первый твердотельный лазер с диодной накачкой и пассивной синхронизацией мод. «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 ведущими в мире экспериментальными результатами, демонстрирующими на несколько порядков улучшение таких ключевых характеристик, как длительность импульса, энергия и частота повторения. Она также помогла инициировать промышленную передачу этой технологии. Сегодня большинство ультракоротких лазеров основаны на моделировании SESAM и имеют важные промышленные применения, начиная от оптической связи, прецизионных измерений, микроскопии, офтальмологии и микрообработки». ^[1]

Основное преимущество SESAM перед другими методами насыщающегося поглотителя заключается в том, что параметры поглотителя можно легко контролировать в широком диапазоне значений. ^{[ количественно ]} Например, флюенс насыщения можно контролировать, изменяя отражательную способность верхнего отражателя, а глубину модуляции и время восстановления можно регулировать, изменяя условия выращивания при низких температурах для слоев поглотителя. Эта свобода проектирования еще больше расширила применение SESAM для синхронизации моделей волоконных лазеров, где необходима относительно высокая глубина модуляции для обеспечения самозапуска и стабильности работы. Были успешно продемонстрированы волоконные лазеры, работающие на длинах волн 1 мкм и 1,5 мкм. ^[2]^[3]^[4]^[5]^[6]^{[ неуместная цитата ]}

Ссылки

^ «Группа» . ulp.ethz.ch. Проверено 10 мая 2020 г.
^ Х. Чжан и др., «Индуцированные солитоны, образованные за счет перекрестной поляризационной связи в волоконном лазере с двулучепреломляющим резонатором». Архивировано 7 июля 2011 г. в Wayback Machine , Opt. Летт., 33, 2317–2319. (2008).
^ Д. Я. Тан и др., «Наблюдение векторных солитонов с фиксированной поляризацией высокого порядка 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 др. (2009). «Многоволновой диссипативный солитонный режим работы волоконного лазера, легированного эрбием». Оптика Экспресс . 17 (2): 12692–12697. arXiv : 0907.1782 . Бибкод : 2009OExpr..1712692Z . дои : 10.1364/oe.17.012692 . ПМИД 19654674 . S2CID 1512526 .
^ LM Чжао и др., «Блокировка вращения поляризации векторных солитонов в волоконном кольцевом лазере». Архивировано 7 июля 2011 г. в Wayback Machine , Optics Express , 16,10053–10058 (2008).

[1] «Группа» . ulp.ethz.ch. Проверено 10 мая 2020 г.

[2] Х. Чжан и др., «Индуцированные солитоны, образованные за счет перекрестной поляризационной связи в волоконном лазере с двулучепреломляющим резонатором». Архивировано 7 июля 2011 г. в Wayback Machine , Opt. Летт., 33, 2317–2319. (2008).

[3] Д. Я. Тан и др., «Наблюдение векторных солитонов с фиксированной поляризацией высокого порядка в волоконном лазере». Архивировано 20 января 2010 г. в Wayback Machine , Physical Review Letters , 101, 153904 (2008).

[4] Х. Чжан и др., «Когерентный обмен энергией между компонентами векторного солитона в волоконных лазерах», Optics Express , 16,12618–12623 (2008).

[opticsinfobase.org-5] Чжан Х.; и др. (2009). «Многоволновой диссипативный солитонный режим работы волоконного лазера, легированного эрбием». Оптика Экспресс . 17 (2): 12692–12697. arXiv : 0907.1782 . Бибкод : 2009OExpr..1712692Z . дои : 10.1364/oe.17.012692 . ПМИД 19654674 . S2CID 1512526 .

[6] LM Чжао и др., «Блокировка вращения поляризации векторных солитонов в волоконном кольцевом лазере». Архивировано 7 июля 2011 г. в Wayback Machine , Optics Express , 16,10053–10058 (2008).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]