Móduscsatolási módszerek: Passzív móduscsatolás

A1.03.D23

A legelterjedtebb módszerek passzív móduscsatolásra (ML) a következők:

(1) ML gyorsan telítődő elnyelővel, mely egy megfelelő abszorpciós jellemzőkkel rendelkező elnyelő (festékmolekula vagy félvezető) tulajdonságain alapul, ahol igen fontos a nagyon rövid gerjesztett állapot élettartam.

(2) Kerr-lencse ML, mely áttetsző, nemlineáris optikai közeg önfókuszáló képességét használja ki.

(3) Lassan telítődő elnyelő, melynél az aktív közeg erősítésének dinamikus telítődése játszik kulcsszerepet.

Tekintsünk egy abszorbeáló közeget, melynek telítési intenzitása alacsony és relaxációs ideje a móduscsatolt lézerpulzusok időtartamánál jóval rövidebb. ϒ az elnyelő nélküli egyszeri áthaladásra vonatkoztatott veszteség és ϒ’ a telíthető elnyelő által okozott egyszeri áthaladási veszteség alacsony intenzitás esetén. Az 1. ábrán látható zár helyett tegyük fel , hogy a rezonátor végébe egy telíthető elnyelőből készült vékony filmet helyezünk. Kezdetben a rezonátorban lévő mindkét haladó hullám intenzitása fényimpulzusok véletlenszerű sorozatából áll. Az elnyelő elem telítődése miatt ezek közül a legintenzívebb impulzus fogja a legkisebb veszteséget elszenvedni az elnyelőn áthaladva. A megfelelő feltételek teljesülése esetén ez az impulzus gyorsabban fog erősödni, mint a többiek, ezáltal, sok oda-vissza terjedés után, stacionárius állapot alakul ki, amikor egyetlen, nagyintenzitású, móduscsatolt impulzus marad a rezonátorban.

A1.03.D24

A Kerr-lencsés móduscsatolás egy gyors, passzív móduscsatolási módszer mely a Kerr-nemlinearitás következtében fellépő lencse-effektuson alapul.

n a közeg törésmutatója, n2  pozitív nemlineáris együttható.

Az indukált lencse nyalábfókuszálást eredményezhet, ha a nyalábteljesítmény túllép egy bizonyos értéket – ez az önfókuszálás jelensége. Ezt hasznosítva nemlineáris veszteség-elem konstruálható, az ábrán látható módon. Nagyobb intenzitás esetén a nyaláb erősebben fókuszálódik az apertúránál és ezáltal a nyalábveszteség csökken. Az elrendezést rezonátorba helyezve passzív móduscsatolás hozható létre, a gyorsan telítődő elnyelőnél tárgyaltakkal analóg módon. A KLM elem válasza, szilárdtest esetén, igen gyors, mondhatni azonnali.