Kérdések
1. Milyen módszerekkel lehet ultrarövid impulzusokat előállítani?
Módusszinkronizációval, illetve Q-kapcsolással.
Autokorrelációval, illetve módusszinkronizációval.
Két lézernyaláb interferáltatásával, illetve Q-kapcsolással.
Autokorrelációval és Q-kapcsolással.
2. Mi a Q-kapcsolás lényege?
A Q-kapcsolás lényege, hogy megakadályozzák a lézerműködést, akkor is, ha a populációinverzió már létrejött a lézerben, vagyis a lézerműködés feltételei adottak. Ilyenkor az erősítő közeg elnyeli az energiát a gerjesztett állapotok száma megnövekszik. Amennyiben a rezonátor veszteséget hirtelen maximalizálják, akkor megteremtik a lézerműködés feltételeit. Ekkor az erősítőközegben tárolt energia nagy energiájú impulzus alakjában lép ki a rezonátorból.
A Q-kapcsolás lényege, hogy megakadályozzák a lézerműködést, akkor is, ha a populációinverzió már létrejött a lézerben, vagyis a lézerműködés feltételei adottak. Ilyenkor a külső környezet elnyeli az energiát a gerjesztett állapotok száma megnövekszik. Amennyiben a veszteséget minimalizálják, akkor megteremtik a lézerműködés feltételeit. Ekkor az erősítőközegben tárolt energia nagy energiájú impulzus alakjában lép ki a rezonátorból.
A Q-kapcsolás lényege, hogy megakadályozzák a lézerműködést, akkor is, ha a populációinverzió már létrejött a lézerben, vagyis a lézerműködés feltételei adottak. Amennyiben a rezonátor veszteséget hirtelen minimalizálják, akkor megteremtik a lézerműködés feltételeit. Ekkor az erősítőközegben tárolt energia nagy energiájú impulzus alakjában lép ki a rezonátorból.
A Q-kapcsolás lényege, hogy a lézerműködést adott időközönként biztosítják úgy, hogy a lézerközegben meghatározott periódusidővel hoznak létre populációinverziót, ami által a lézer impulzusüzemben fog működni.
3. Soroljon fel néhány módusszinkronizációs technikát!
Interferometrikus, fázistolásos, illetve összegimpulzusos móduszinkronizáció.
Pl: Kerr-lencsés, összegimpulzusos, telítődő abszorberes stb. módusszinkronizáció.
Aktív, passzív, illetve fázistolásos módusszinkronizáció.
Interferometrikus, aktív, és összegimpulzusos módusszinkronizáció.
4. Mi a módusszinkronizáció lényege?
A módusszinkronizációnál azt valósítják meg, hogy a lézerben kialakuló összes longitudinális módus fázishelyesen oszcillál . Ilyenkor a lézer rövid impulzusokat bocsát ki magából a körüljárási hossz által meghatározott ismétlési frekvenciával.
A módusszinkronizációnál (mode locking, ML) azt valósítják meg, hogy a lézerben kialakuló összes módus jól meghatározott fáziskülönbséggel lépjen ki a rezonátorból. Ilyenkor a lézer rövid impulzusokat bocsát ki magából a körüljárási hossz által meghatározott ismétlési frekvenciával.
A módusszinkronizációnál (mode locking, ML) azt valósítják meg, hogy a lézerben kialakuló, bizonyos küszöbfrekvenciánál nagyobb frekvenciával rendelkező módusok fázishelyesen lépjenek ki a rezonátorból. Ilyenkor a lézer rövid impulzusokat bocsát ki magából a körüljárási hossz által meghatározott ismétlési frekvenciával.
A módusszinkronizációnál (mode locking, ML) azt valósítják meg, hogy a lézerben kialakuló, bizonyos küszöbfrekvenciánál kisebb frekvenciával rendelkező módusok fázishelyesen lépjenek ki a rezonátorból. Ilyenkor a lézer rövid impulzusokat bocsát ki magából a körüljárási hossz által meghatározott ismétlési frekvenciával.
5. Mi a neve a legrövidebb impulzushosszakat biztosítani tudó passzív módusszinkronizációnak?
Összegimpulzusos módusszinkronizáció.
Telítődő abszorberes módusszinkronizáció.
SESAM által biztosított módusszinkronizáció.
Kerr-lencsés módusszinkronizáció.
6. Mi a vivő-burkoló fázis?
Röviden az ultrarövid impulzus fázisa a gaussi-burkolón belül. Az ultrarövid impulzust az alakban szokták felírni. Ezen felírásban a φ a vivő-burkoló fázis.
Az ultrarövid impulzus hullámhossza.
Az ultrarövid impulzus frekvenciája.
Az ultrarövid impulzus sávszélessége.
7. Mi a szélessávú lézerműködés lényege?
Bizonyos lézererősítő közegekben, különösen a földfémekkel adagolt szilárdtest-lézeranyagokban számottevő az elektronállapotok, és a vibrációs állapotok közti kölcsönhatás, mely miatt az elektronállapotok nem szélesednek ki. Az ilyen lézeranyagok lehetővé teszik a hullámhossz szerinti hangolást, de a széles spektrum miatt az ultrarövid impulzusok létrehozását nem.
Bizonyos lézererősítő közegekben, különösen a alkáliföldfémekkel adagolt szilárdtest-lézeranyagokban elhanyagolható az elektronállapotok, és a vibrációs állapotok közti kölcsönhatás, mely miatt az elektronállapotok nem szélesednek ki. Az ilyen lézeranyagok nem teszik lehetővé a hullámhossz szerinti hangolást, de a létrejövő széles spektrum miatt az ultrarövid impulzusok létrehozását igen.
Bizonyos lézererősítő közegekben, különösen az alkálifémekkel adagolt szilárdtest-lézeranyagokban számottevő az elektronállapotok, és a vibrációs állapotok közti kölcsönhatás, mely miatt az elektronállapotok nem szélesednek ki. Az ilyen lézeranyagok lehetővé teszik a hullámhossz szerinti hangolást, valamint a széles spektrum miatt az ultrarövid impulzusok létrehozását.
Bizonyos lézererősítő közegekben, különösen az átmeneti fémekkel adagolt szilárdtest-lézeranyagokban számottevő az elektronállapotok, és a vibrációs állapotok közti csatolás, mely miatt az elektronállapotok kiszélesednek. Az ilyen lézeranyagok lehetővé teszik a hullámhossz szerinti hangolást, valamint a széles spektrum miatt az ultrarövid impulzusok létrehozását.
8. Mi a nemsugárzásos legerjesztődés lényege?
Nemsugárzásos legerjesztődésnek nevezzük azt a jelenséget, mely során az atom úgy kerül alacsonyabb állapotba, hogy az energiája részben a rácsrezgéseknek adódik át, részben a látható optikai tartományban sugároz ki fotonokat.
Nemsugárzásos legerjesztődésnek nevezzük azt a jelenséget, mely során az atom úgy kerül alacsonyabb energiájú állapotba, hogy nem sugároz ki fényt. Az energia így legtöbbször a rácsrezgéseknek adódik át, vagyis a fononok energiájaként jelenik meg.
Nemsugárzásos legerjesztődésnek nevezzük azt a jelenséget, mely során az atom úgy kerül alacsonyabb állapotba, hogy az energiája részben a rácsrezgéseknek adódik át, részben a láthatónál hosszabb hullámhosszú tartományban sugároz ki fotonokat.
Nemsugárzásos legerjesztődésnek nevezzük azt a jelenséget, mely során az atom úgy kerül alacsonyabb állapotba, hogy az energiája részben a rácsrezgéseknek adódik át, részben a láthatónál rövidebb hullámhosszú hullámhosszú tartományban sugároz ki fotonokat.
9. Melyek a legfontosabb szilárdtest lézeranyagok?
Szilárdtest lézeranyagokat szennyező fémionok hordozó dielektrikumkristályokhoz való adagolásával állítanak elő. Ez alapján kétféle szilárdtest lézer típus van. Az egyik az átmeneti fémekkel adagolt (Cr, Ti, Ni, Co), valamint az alkáliföldfémekkel (Be, Mg, Ca, Sr) adalékolt.
Szilárdtest lézeranyagokat szennyező fémionok hordozó dielektrikumkristályokhoz való adalékolásával állítanak elő. Ez alapján kétféle szilárdtest lézertípus van. Az egyik az átmeneti fémekkel adagolt (Cr,Ti,Ni,Co), valamint a ritkaföldfémekkel (Nd,Tm,Ho,Er,Yb) adalékolt.
Szilárdtest lézeranyagokat szennyező fémionok hordozó dielektrikumkristályokhoz való adagolásával állítanak elő. Ez alapján kétféle szilárdtest lézer típus van. Az egyik az alkálifémekkel adagolt (Li, Na, K, Rb, Cs), valamint az alkáliföldfémekkel (Be, Mg, Ca, Sr) adalékolt.
Szilárdtest lézeranyagokat szennyező fémionok hordozó dielektrikumkristályokhoz való adagolásával állítanak elő. Ez alapján kétféle szilárdtest lézer típus van. Az egyik az átmenetifémekkel adagolt (Cr, Ti, Ni, Co), valamint a földfémekkel (B, Al, Ga, In, Tl) adalékolt.
10. Mi a csoportkésleltetés diszperzió hatása az impulzusra, és mivel kompenzálják?
A csoportkésleltetés diszperzió anyagi közegben a transzformációlimitált impulzust megrövidíti. Ilyenkor a különböző hullámhosszú komponensek egymáshoz képest eltolódnak. Az anyagi diszperziónál tipikusan a hosszabb hullámhosszú komponensek sietnek előrébb a rövidebbekhez képest. Kompenzálni prizmapárral, vagy csörpölt tükörrel szokták.
A csoportkésleltetés diszperziónak az anyagi közegben a transzformációlimitált impulzusra nincs hatással, így kompenzálni sem kell.
A csoportkésleltetés diszperzió anyagi közegben a transzformációlimitált impulzust megrövidíti. Ilyenkor a különböző hullámhosszú komponensek egymáshoz képest eltolódnak. Az anyagi diszperziónál tipikusan a rövidebb hullámhosszú komponensek sietnek előrébb a hosszabbakhoz képest. Kompenzálni prizmapárral, vagy csörpölt tükörrel szokták.
A csoportkésleltetés diszperzió anyagi közegben a transzformációlimitált impulzust meghosszabbítja. Ilyenkor a különböző hullámhosszú komponensek egymáshoz képest eltolódnak. Az anyagi diszperziónál tipikusan a hosszabb hullámhosszú komponensek sietnek előrébb a rövidebbekhez képest. Kompenzálni prizmapárral vagy csörpölt tükörrel szokták.