MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT - A MTA III. OSZTÁLYÁNAK FIZIKAI KÖZLEMÉNYEI 19. KÖTET (1971)
19. kötet / 1. sz. - FARKAS GYŐZŐ-KISS GÁBOR-RITVAY MIKLÓSNÉ: Rubinlaser mode-locking üzemmódjának megvalósítása és a kapott nagyintenzitású pikoszekundumos impulzusok időtartamának mérése
2 FARKAS GY., KISS G. ÉS RITVAY M.-NÉ Az említett optikai zárat, mely a rezonátor jósági tényezőjét, „Q"-ját kapcsolja át, ,,Q"-kapcsolónak nevezzük. Ez megvalósítható kívülről vezérelt ún. aktív zárakkal (például Kerr-cella, forgótükör) [6], vagy olyan optikai szűrőkkel, melyek éppen a laserfény nagy intenzitásának hatására átlátszókká válnak, ún. passzív szűrők, vagy passzív Q-kapcsolók [7, 8]. A legutóbbi kutatások során kiderült, hogy az előzőnél még kedvezőbb üzemmód valósítható meg. A laser aktív anyaga bizonyos véges frekvenciaintervallumban sugároz, melyből a rezonátor két tükre mint Fabry—Perot rendszer, a frekvenciák egy meghatározott sorának megfelelő módusok kialakulását teszi lehetővé. Ha ezen módusokat valamilyen eljárással rögzített fázissal összelebegtetjük — „mode-locking" —, interferencia révén egy rövid impulzusból álló sorozat lép ki a laserből. Egy sorozat kb. 10—100 rövid impulzusból áll, melyek intenzitása szabályosan változik. Éppen a fázisok kötöttségéből következően a sorozat egyes tagjai teljesen azonos térbeli és időbeli fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek egy meglehetősen széles, szabályosan változó intenzitástartományban. Mindezek kiváló módszert jelentenek ahhoz, hogy egyetlen ilyen sorozattal a nemlineáris optikai kísérletek számára megkövetelt azonos fizikai körülmények között széles intenzitás- tartományban végezhessünk méréseket. Az alábbiakban foglalkozni fogunk a mode-locking üzemmód elvi alapjaival, az általunk megvalósított kísérleti összeállítással és ismertetjük a kapott eredményeket. 2. §. A mode-locking üzemmód elvi alapjai A jelen munkában a mode-locking üzemmóddal kapcsolatos elvi kérdéseknek csupán rövid összefoglalására szorítkozunk, mivel az irodalomban részletes tárgyalás található [9, 10, 11, 12] és ilyen témájú irodalmi összefoglalás rövidesen magyar nyelven is megjelenik [13]. A bevezetésben említettük, hogy a laser aktív anyaga, mely jelen esetben rubin, egy meghatározott véges Av frekvenciasávban sugároz ki fényt (lásd 1. ábra). A fény- Fluoreszcencia intenzitás Rezonátor által kivágott módusok 0,59 1. ábra