لیزر با قفل مدی غیرفعال (Passive Mode-Locked Laser)، در فیزیک (Physics)
انواع لیزرها (Laser) را در آموزش زیر شرح دادیم :
لیزر با قفل مدی غیرفعال (Passive Mode-Locked Laser) :
Passive Mode-Locked Laser نوعی لیزر قفل مدی است که در آن قفل شدگی فاز مدهای طولی بدون استفاده از مدولاتور خارجی و تنها با استفاده از یک عنصر غیرخطی در داخل حفره (معمولا یک جاذب اشباع پذیر) انجام می شود. این عنصر در شدت های پایین جذب بالایی دارد و در شدت های بالا (به دلیل اشباع) شفاف می شود. این رفتار غیرخطی باعث می شود که نوسانات شدت در لیزر تقویت شده و به شکل یک پالس کوتاه درآید. قفل مدی غیرفعال رایج ترین روش برای تولید پالس های فوق کوتاه (فمتوثانیه) است.
مکانیزم: یک جاذب اشباع پذیر (مانند SESAM - Semiconductor Saturable Absorber Mirror یا رنگ های آلی) در داخل حفره قرار می گیرد. این جاذب در شدت های پایین (پیش زمینه) تلفات بالایی دارد، اما با شروع یک پالس با شدت بالا، به سرعت اشباع شده و شفاف می شود. این امر باعث می شود که لبه های جلویی و عقبی پالس (با شدت کمتر) تضعیف شوند و پالس کوتاه تر شود. در لیزرهای Ti:Sapphire، اثر کر (Kerr-lens mode-locking - KLM) نیز نوعی قفل مدی غیرفعال است که در آن عدسی ایجاد شده توسط پالس به عنوان یک جاذب اشباع پذیر سریع عمل می کند.
مزایای قفل مدی غیرفعال: توانایی تولید پالس های بسیار کوتاه (تا چند فمتوثانیه)، سادگی نسبی (بدون نیاز به مدولاتور خارجی و مدارات الکترونیکی پیچیده). معایب: راه اندازی ممکن است نیاز به تنظیم دقیق داشته باشد (خود-شروع نیست مگر با طراحی خاص)، و کنترل دقیق نرخ تکرار نسبت به نوع فعال دشوارتر است.
کاربردهای لیزرهای قفل مدی غیرفعال: طیف سنجی فوق سریع (مطالعه دینامیک واکنش های شیمیایی و فیزیکی در مقیاس فمتوثانیه)، میکروسکوپ چندفوتونی، جراحی دقیق، تولید هارمونیک بالا، و تحقیقات در علم مواد و زیست شناسی. این لیزرها (به ویژه Ti:Sapphire با KLM) ابزار اصلی در آزمایشگاه های اپتیک فوق سریع هستند.
