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Ganancia-conmutación es una técnica en la óptica por la que un láser se puede hacer a pulsos producto de luz de duración extremadamente corta, del orden de picosegundos ( 10 -12  s ). [1] [2]

Pulso generado por cambio de ganancia

En un láser semiconductor , los pulsos ópticos se generan inyectando muchos portadores ( electrones ) en la región activa del dispositivo, llevando la densidad de portadores dentro de esa región desde abajo hacia arriba del umbral de láser . Cuando la densidad de portadores excede ese valor, la consiguiente emisión estimulada da como resultado la generación de muchos fotones.

Sin embargo, los portadores se agotan como resultado de la emisión estimulada más rápido de lo que se inyectan. Por lo tanto, la densidad de portadora finalmente cae por debajo del umbral de láser, lo que da como resultado la terminación de la salida óptica. Si la inyección de portadores no ha cesado durante este período, entonces la densidad de portadores en la región activa puede aumentar una vez más y el proceso se repetirá.

La figura de la derecha muestra un pulso típico generado por cambio de ganancia con una corriente de inyección sinusoidal a 250 MHz que produce un pulso de aproximadamente 50 ps. La densidad de la portadora se agota durante el pulso y, posteriormente, aumenta debido a la inyección continua de corriente, lo que produce un pulso secundario más pequeño. Si la corriente de inyección se desconecta rápidamente en el momento adecuado, por ejemplo, utilizando un circuito de diodo de recuperación escalonada , se puede generar un único pulso de luz de 50 ps.

Para los láseres de estado sólido y de colorante , la conmutación de ganancia (o bombeo síncrono ) generalmente implica que el medio de ganancia del láser se bombee con otro láser pulsado. Dado que los pulsos de la bomba son de corta duración, la ganancia óptica solo está presente en el láser durante un breve período de tiempo, lo que da como resultado una salida de pulsos. La conmutación Q se usa más comúnmente para producir una salida pulsada de estos tipos de láser, ya que se pueden lograr pulsos con una potencia máxima mucho mayor.

El término cambio de ganancia se deriva del hecho de que la ganancia óptica es negativa cuando la densidad de la portadora o la intensidad de la bomba en la región activa del dispositivo está por debajo del umbral, y cambia a un valor positivo cuando la densidad de la portadora o la intensidad de la bomba excede el umbral del láser.

Ver también [ editar ]

Referencias [ editar ]

  1. ↑ Lau, KY (25 de enero de 1988). "Ganancia de conmutación de láseres de inyección de semiconductores". Letras de Física Aplicada . Publicación AIP. 52 (4): 257-259. doi : 10.1063 / 1.99486 . ISSN  0003-6951 .
  2. ^ Vasilʹev, Peter (1995). Láseres de diodo ultrarrápidos: fundamentos y aplicaciones . Londres: Artech House. ISBN 978-0-89006-736-9. OCLC  32050294 .