激光器可以在連續或脈衝模式工作。當光脈衝的速率小於激光器的空腔壽命時,稱作脈衝激光器。一些工作介質不能承受連續的泵浦,所以只能以脈衝方式工作。當激光器以脈衝方式工作時,會在瞬間釋放巨大能量,使金屬材料局部蒸發,從而完成打孔,切割等工作。如果採用連續工作方式,由於熱傳導,使得加工難以進行。[1]
脈衝產生方式
在Q-開關,粒子數反轉被引入內部的諧振器(即Q開關),該效應能造成品質因數的減少,即所謂「Q空腔」。然後,存儲在激光介質中的泵浦能量接近水平後,迅速除去引入的損失機制(通常是電或聲光元件),增益介質中存儲的能量瞬間釋放,產生高的峰值功率。[1]
A模式鎖定激光器在幾十皮秒至小於10飛秒的時間內按順序發射極短的脈衝。這些脈衝需要在一個往返行程包含的諧振器之間的反射鏡的中完成。如此短的時間內,脈衝的時間由於傅立葉限制(也稱為能量-時間不確定性),具有在一個相當大的帶寬的頻譜擴展。因此,這樣的增益介質必須有足夠廣泛,以擴大這些頻率的增益帶寬。一個合適的材料的一個例子是人工生長的摻鈦藍寶石(Ti:藍寶石),它具有很寬的增益帶寬,因此可以產生只有幾飛秒的持續時間的脈衝。[1]
這種鎖模激光器是科學上的通用工具,能夠最大限度地發揮非線性光學材料的效應(例如,產生二次諧波,研究過程發生在極短的時間尺度(飛秒物理,飛秒化學和超快科學)下變頻,光參量振盪器等)[1]
詳見鎖模技術
實現脈衝激光操作的另一種方法,是泵浦源本身是脈衝。如閃光燈,或其他脈衝激光。在歷史上使用的染料激光器的染料分子粒子翻轉的壽命很短,需要高能量,快速脈衝泵浦。使用閃光燈時,一般使用大電容來產生強烈的閃光。這些激光器有準分子激光器,銅蒸氣激光器等。他們不能運行在連續模式。[1]
參考資料
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