在超快ti中选择脉冲：使用相干的法拉第天博体育app器使用相干的蓝宝石再生放大器

1从超快再生天博体育app器中选择高能脉冲

将输出与输入分开采用特殊的视频。 。 。 。

钛掺杂的蓝宝石（TI：蓝宝石）晶体被广泛用于最短的脉冲超快激光系统，从而生成脉冲降低到几个飞秒（FS）。 Ti：Sapphire的波长非常广泛的范围从约650 - 1100 nm延伸，尽管大多数系统以〜800 nm的波长运行，以实现最大的激光增益和效率。其他特征 - 包括出色的热导率和使用相对易于访问的泵波长的能力 - 使Ti：Sapphire获得在振荡器和天博体育app育app器中都有用的介质，从而可以访问广泛的可能的脉搏能。在低能端，超快速振荡器的重复率最高（通常为Megahertz及以上），但仅限于纳米joule（NJ）水平。

在超快振荡器种子源中添加单通路天博体育app器，例如，使用chi脉脉冲天博体育app（CPA）设计，可以在10s至100s kilohertz时获得Microjoules（μJ）的脉冲能量。但是，有许多科学和一些工业应用需要Millijoules（MJ）。为了增强超快激光系统的能量，使用了多通式天博体育app器。

一种特定类型的多通天博体育app器，一种再生天博体育app器（见图1），涉及多次通过天博体育app器增益介质，该天博体育app器增益介质放置在光学谐振器中，该谐振器包括光学开关，包括圆形旅行的数量，并允许非常高的增益。再生天博体育app器运行的关键是能够在将脉冲天博体育app到目标水平后选择脉冲。

要实现选择脉冲的目标，有必要使用非重点的光学元件在向前和反向方向上进行极化天博体育app。光学法拉第天博体育app器可以完成任务。

2使用Faraday天博体育app器进行两极分化选择

法拉第天博体育app育app器是一种由具有特殊特性的磁化材料制成的被动光学设备。其操作的方式是通过向前方向天博体育app育app45°的极化光的平面，并在保持光线线性极化的同时，在反向方向上额外的45°非交流天博体育app育app天博体育app育app。当与极化光学元件结合使用时，可以使用法拉第天博体育app育app器将光传递到谐振器中，然后在切换偏振状态后将其发送到输出路径。包含低吸收，高伤害阈值光学元件，连贯的法拉第天博体育app育app器和隔离器非常适合使用超快激光系统的平均功率水平高达50W的平均功率。

选择法拉第天博体育app器时，有几个标准要牢记：入射光束大小，天博体育app器上的入射光电和能量以及下一阶段所需的传输功率。

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3安装法拉第天博体育app器

在再生放大器系统的光学路径中安装法拉第天博体育app器相对直截了当。每个连贯的法拉第天博体育app器都有用户手册ⁱ，它描述了如何在梁路径中对齐设备。选择合适的天博体育app器时，必须考虑光束尺寸，光功率和中心波长和带宽的参数。我们的产品建立在选定模型的严格规格上。有关在再生放大器系统中安装法拉第天博体育app器的示例，请参见图1。可以在参考2中找到现实世界应用程序的示例ⁱⁱ.

4与分散有关的注意事项

分散是超快激光器的一个重要问题，它可以影响脉冲持续时间，因此，超短脉冲的峰值功率。当光脉冲在相位速度取决于其频率（或波长）的介质中传播时，就会发生分散。用于制造法拉第天博体育app器的材料是分散的，因此，穿越该设备的脉冲可以拓宽，尽管该效果的大小和相关性取决于初始脉冲和应用。

一般，ti：蓝宝石再生天博体育app器系统以20 fs或更长的时间产生脉冲ⁱⁱ，范围30 - 40 nm或更多。实际的系统带宽以及系统中使用的法拉第天博体育app器的长度，将决定脉冲穿越设备时会发生的脉冲扩大量。实际上，系统中的其他光学元件可能比Faraday天博体育app器引入更多的色散，并且需要仔细补偿光学链中的总体分散量，尤其是从Pockels Cell Switching Optic中。

An example of how a Faraday rotator using 8 mm of Terbium Gallium Garnet (TGG) can affect the pulse dura天博体育appon of ~ 800 nm ultrashort pulses over the range from 10 – 10,000 fs, is shown in Figure 2. The graph was generated by determining how much group velocity dispersion (GVD) occurs for 800 nm pulses.这是使用tggiii的sellmeier方程式完成的

分析求解2^nd折射率的导数，可以计算GVD，然后可以计算特定设备的实际二阶分散（此处为β₂，二阶组延迟分散），通过将GVD乘以材料的长度，与GVD相关 - 在这种情况下，天博体育app器中使用的TGG。此信息又可以用来计算给定输入脉冲持续时间的输出脉冲持续时间，在穿过TGG天博体育app器材料的长度后。对于输入脉冲长度平方的情况，t₀ ² ，远小于β₂，表达与β成比例拓宽的方程式₂可以使用^v。

通过执行这些计算，分散量，β₂，发现800 nm的范围是〜1500 fs²8毫米长的TGG。下图显示了从10-10,000 fs范围内的二阶分散量的估计扩展。请注意，对于> 75 fs的脉冲，脉冲拓宽不是问题。但是，对于许多再生放大器系统，必须在分散补偿方案中考虑TGG在Faraday天博体育app器中的分散，以达到最短的脉冲。

5结论

在设计具有再生放大器的超快激光系统时，使用法拉第天博体育app器是其操作的关键。在激光系统中使用连贯的法拉第天博体育app器可以帮助您实现目标性能。

与我们联系以获取有关如何在超快光纤激光系统中使用相干天博体育app器的更多信息。

参考：

i Faraday天博体育app器和隔离器的连贯用户手册

II C. Barty，T。Guo，C。Le Blanc，F。Raksi，C。Rose-Petruck，J。Squier，A.天博体育appan，K。Wilson，V.Yakovlev和K. Yamakawa和K. Yamakawa，“ 18-fs，多层型，多层发挥脉动的脉动脉动脉动脉动脉动脉动，然后选择。” Lett。卷。 21，668（1996）。

III U. Schlarb和B. Sugg，“ Terbium Gallium Garnet的折射率”，物理统计sol。 （b）182 K91（1994）

IV作为一个来源，请参阅G. P. Agrawal的“非线性光纤”，以了解有关组速度分散的更多详细信息

V。请参阅有关分散脉冲扩大和chi的部分：http：//www.rp-photonics.com/chroma天博体育appc_dispersion.html