Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Verrouillage de mode (lasers)

Verrouillage de mode (lasers)

1965
Système laser à verrouillage de mode dans un laboratoire d'optique moderne.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Le verrouillage de mode est une technique permettant de produire des impulsions laser extrêmement courtes, de l'ordre de la picoseconde ([latex]10^{-12}[/latex] s) à la femtoseconde ([latex]10^{-15}[/latex] s). Il fonctionne en forçant les nombreux modes longitudinaux de la cavité laser à osciller avec une relation de phase fixe. Les modes interfèrent alors de manière constructive, créant une impulsion unique, intense et ultracourte circulant dans la cavité.

Une cavité laser typique supporte plusieurs modes longitudinaux, chacun correspondant à une fréquence de résonance spécifique. Dans un laser libre, ces modes oscillent indépendamment avec des phases aléatoires. Le verrouillage de modes synchronise les phases de ces modes. Lorsque les modes sont verrouillés en phase, ils interfèrent de manière constructive à un instant et un point précis de l'espace, formant une impulsion intense et brève. À tout autre instant, ils interfèrent de manière destructive, ce qui entraîne une intensité quasi nulle. Il en résulte un train d'impulsions ultracourtes circulant dans la cavité laser, une impulsion étant émise par le coupleur de sortie à chaque aller-retour.

The duration of a mode-locked pulse is inversely proportional to the spectral bandwidth of the gain medium. A wider gain bandwidth supports more longitudinal modes, which can be locked to create a shorter pulse. This is governed by the Fourier uncertainty principle: [latex]\Delta t \Delta u \ge K[/latex], where [latex]\Delta t[/latex] is the pulse duration, [latex]\Delta u[/latex] is the spectral bandwidth, and K is a constant near unity. Techniques for achieving mode-locking can be active (using an external modulator like an acousto-optic modulator) or passive (using a saturable absorber, a material whose absorption decreases at high light intensity). Passive mode-locking, particularly Kerr-lens mode-locking, has produced the shortest pulses to date, reaching the attosecond ([latex]10^{-18}[/latex] s) regime.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Optique

Taper

Technique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • invention du laser
  • compréhension des modes longitudinaux du laser
  • développement de modulateurs optiques rapides et de matériaux optiques non linéaires
  • analyse de Fourier de la superposition d'ondes

Applications

  • femtochimie
  • microscopie multiphotonique
  • peignes de fréquences optiques pour la métrologie
  • génération de térahertz
  • spectroscopie ultrarapide
  • chirurgie oculaire au laser (LASIK femtoseconde)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

En raison du trafic généré par les robots de scraping, actuellement supérieur à 40 000 par jour, ce contenu est réservé aux membres de la communauté.
> Connexion < ou > Registre < (100% gratuit) pour y accéder, ainsi qu'à tous les autres contenus et outils à accès restreint.

Related to: mode-locking, ultrashort pulse, femtosecond, picosecond, laser, longitudinal modes, phase locking, fourier transform, saturable absorber, kerr-lens modelocking.

Contexte historique

Verrouillage de mode (lasers)

1961
1962
1963
1965
1970
1970
1974-11-15
1960-05-16
1962
1963
1964
1968
1970
1970
1975

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.