Сверхбыстрые лазеры, излучающие световые импульсы продолжительностью всего в несколько фемтосекунд, позволили за последние два десятилетия создать широкий спектр фундаментальной науки и приложений. Чтобы осветить последние новейшие разработки в области фемтосекундных лазеров, Оптическое общество (OSA) опубликовало сегодня серию статей в рамках предстоящего специального выпуска, посвященного модульным сверхбыстрым лазерам, в своем журнале открытого доступа Optics Express. Выпуск организован и отредактирован Уилсоном Сиббеттом и Томом Брауном из Университета Сент-Эндрюс в Соединенном Королевстве и посвящен разработкам, основанным на твердотельных, полупроводниковых и волоконных лазерах.

Демонстрация блокировки режима Керра-линзы, подхода, меняющего парадигму генерации ультракоротких импульсов, о котором впервые сообщили в 1990 году, ознаменовала начало эры практических фемтосекундных лазеров, которые открыли значительно расширенный диапазон применений. Сегодня множество различных типов фемтосекундных лазеров обладают широким спектром рабочих свойств и хорошо дополняют друг друга. Хотя многие текущие требования пользователей учтены, существуют важные области применения, для которых они либо недостаточно хорошо разработаны, либо неадекватно адаптированы. Используя модульный подход, теперь можно нацеливать и комбинировать сильные стороны различных типов лазеров, чтобы способствовать созданию по-настоящему гибкой сверхбыстрой лазерной платформы, которая поддается внешнему электронному управлению.

Сверхбыстрые лазеры находят применение в широком спектре областей, включая биологию и медицину, химию, телекоммуникации, производство и энергетические исследования. Например, сверхбыстрые лазеры используются для сверления и вырезания высокоточных отверстий, таких как медицинские стенты; офтальмологических процедур, таких как хирургия роговицы; и медицинской визуализации.

"Исследования и применения сверхбыстрых лазеров в последние годы расширяются, создавая ряд захватывающих разработок от фундаментальной науки до передовой лазерной хирургии глаза", - сказал Браун. "Следующее поколение фемтосекундных лазеров, вероятно, продолжит оказывать влияние на широкий спектр науки и техники, которые будут зависеть от результатов, заданных пользователем. Наша цель при организации этого фокусного выпуска - осветить общую область практических сверхбыстрых лазеров и то, как она продолжает активно развиваться благодаря разнообразию и универсальности вариантов источников сверхбыстрого излучения ".

Основные выводы и избранные статьи В следующих статьях приведены некоторые основные моменты выпуска программы Optics Express Focus, посвященного модульным сверхбыстрым лазерам. Все они включены в том 20, выпуск 7 и могут быть доступны онлайн по адресу http://www.opticsinfobase.org/oe.

В статье Лейндекера и др. из Стэнфордского университета, IMRA America Inc. и BAE Systems описывается использование фемтосекундного волоконного лазера, работающего на 2 мкм, для накачки оптического параметрического генератора (OPO) на основе полупроводникового материала с квазифазовым согласованием (GaAs с ориентационным рисунком - OP-GaAs). Выход OPO обеспечивает очень широкую полосу пропускания в инфракрасном диапазоне. Это может быть использовано для создания широкополосной частотной гребенки для точной метрологии или для спектроскопии по всей области отпечатков пальцев.

Статья: "Сверхбыстрое OPO, охватывающее октаву, с мгновенной полосой пропускания 2,6-6,1 мкм, накачиваемое фемтосекундным волоконно-оптическим лазером", Optics Express, том 20, выпуск 7, стр. 7046-7053 (2012). http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-20-7-7046
В своей статье Олле и др. Кембриджский университет и Физический институт им. Лебедева в Москве продемонстрировали, как сверхизлучение, метод формирования импульсов, сильно отличающийся от тех, которые обычно используются в сверхбыстрых лазерах, может быть использовано для генерации ультракоротких импульсов в фиолетовой области спектра с высокой пиковой мощностью полупроводникового лазера. Такие устройства могут быть использованы в будущем для передовых приложений для биологической визуализации и хранения данных.

Статья: "Генерация ультракоротких импульсов сверхизлучения с помощью двухсекционного лазерного диода GaN / InGaN", Optics Express, том 20, выпуск 7, стр. 7035-7039 (2012). http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-20-7-7035

Савицки и др. исследователи из Университета Стратклайда и Университета Сент-Эндрюса показывают, как выходная мощность фемтосекундного лазера с регулируемой длительностью импульса может использоваться для достижения различных режимов работы в комбинированном оптическом захвате и нелинейном отображении. Благодаря оптическому решению насыщаемого поглотителя в лазерной полости лазер может быстро и обратимо переключаться между непрерывной волной (CW) и фемтосекундным выходом, эффективно включая и выключая многофотонный процесс флуоресценции в латексной сфере, которая остается захваченной из-за непрерывного излучения лазера.

Статья: "Оптический захват с двухфотонной люминесценцией "по требованию" с использованием лазера Cr: LiSAF с оптически адресуемым насыщаемым Брэгговским отражателем", Optics Express, том 20, выпуск 7, стр. 7066-7070 (2012). http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-20-7-7066