Войти
Переключение усиления - это метод в оптике, с помощью которого лазер можно заставить генерировать импульсы света чрезвычайно короткой продолжительности, порядка пикосекунд (10 с ).
в В полупроводниковом лазере оптические импульсы генерируются путем инжекции большого количества носителей (электронов ) в активную область устройства, в результате чего плотность носителей в этой области снижается до уровня выше порога генерации. Когда плотность носителей превышает это значение, последующее стимулированное излучение приводит к генерации большого количества фотонов.
Однако носители истощаются в результате стимулированного излучения быстрее, чем они вводятся. Таким образом, плотность носителей в конечном итоге падает ниже порога генерации, что приводит к прекращению оптического выхода. Если инжекция носителей не прекращается в течение этого периода, то t Плотность носителей в активной области может еще раз увеличиться, и процесс повторится.
На рисунке справа показан типичный импульс, генерируемый переключением усиления с помощью синусоидального инжектируемого тока на частоте 250 МГц, создающего импульс приблизительно 50 пс. Плотность носителей истощается во время импульса и впоследствии увеличивается из-за продолжающейся подачи тока, создавая вторичный импульс меньшего размера. Если инжекционный ток быстро отключается в нужное время, например, с помощью схемы ступенчатого восстанавливающего диода, может быть сгенерирован одиночный световой импульс 50 пс.
Для твердотельных лазеров и лазеров на красителях переключение усиления (или синхронная накачка) обычно включает накачку активной среды лазера другим импульсным лазером. Поскольку импульсы накачки имеют малую длительность, оптическое усиление присутствует в лазере только в течение короткого времени, что приводит к импульсному выходу. Модуляция добротности чаще используется для получения импульсного излучения этих типов лазеров, поскольку могут быть получены импульсы с гораздо более высокой пиковой мощностью.
Термин переключение усиления происходит от того факта, что оптическое усиление является отрицательным, когда плотность несущей или интенсивность накачки в активной области устройства ниже порогового значения, и переключается на положительное значение. когда плотность носителей или интенсивность накачки превышает порог генерации.
