Кіріспе

Күшейтілген өздігінен сәуле шығару (ASE) немесе суперлюминесценция – пайда ортасындағы стимуляцияланған сәуле шығару процесі арқылы оптикалық күшейтілген, өздігінен сәуле шығару нәтижесінде пайда болатын жарық. Бұл кездейсоқ лазерлер саласының ішкі қасиеті.

Шығу тегі

ASE лазерлік ортаны популяция инверсиясын тудыру үшін сорғылау кезінде пайда болады. Лазердің оптикалық резонаторы арқылы ASE-нің кері байланысы, лазерлік жұмыс істеу шегіне жеткен жағдайда лазерлік генерацияны қамтамасыз ете алады. ASE-нің артық мөлшері лазерлердеғы қажетсіз құбылыс болып табылады, себебі ол когерентті емес және ортаның максималды күшейтуін шектейді. ASE жоғары күшейтуге және/немесе үлкен өлшемге ие кез келген лазерде ауыр проблемалар тудырады. Мұндай жағдайда, когерентсіз ASE-ні сіңіретін немесе шығаратын механизм қарастырылуы тиіс, әйтпесе ортаның қоздырылуы тілеулі когерентті лазерлік сәулелену емес, когерентсіз ASE арқылы сарқылады. ASE әсіресе қысқа және кең оптикалық резонаторлары бар лазерлерде, мысалы, дискілі лазерлерде (активті айналарда) маңызды проблеманы құрайды. Бірақ ASE кең спектрлі жарық көздерінде пайдалы болуы мүмкін. Егер резонаторда оптикалық кері байланыс болмаса, лазерлік генерация тежеледі, нәтижесінде ортаның спектрлік еніне байланысты кең эмиссиялық жолақ пайда болады. Бұл лазерге қарағанда азайтылған кедір-бұдыр шуымен төмен уақыт когеренттілігін қамтамасыз етеді. Дегенмен, кеңістіктік когеренттілік жоғары болуы мүмкін, бұл сәулеленуді тығыз фокусқа жинауға мүмкіндік береді. Осы сипаттамалар мұндай көздерді талшықты-оптикалық жүйелерде және оптикалық когерентті томографияда пайдалануға ыңғайлы жасайды. Мұндай көздердің мысалдары – суперлюминесцентті диодтар және допингтелген талшықты күшейткіштер.

Органикалық бояу лазерлерінде

Импульстік органикалық бояу лазерлеріндегі спонтанды эмиссия күшейтілуі (ASE) өте кең спектрлік сипаттамаларға ие болуы мүмкін (40–50 нм-ге дейін) және бұл, конфигурацияланатын тар жолақты бояу лазерлерін жобалау және пайдалану кезінде елеулі қиындық тудырады. ASE-ні басу үшін, таза лазерлік сәулеленуге қол жеткізу мақсатында, зерттеушілер әр түрлі тәсілдерді қолданады, соның ішінде лазерлік резонатордың оңтайландырылған дизайнын.

Өзін-өзі сауықтыратын бояғышпен допингтелген полимерлерде

2008 жылы Вашингтон штаты университетінің тобы полимерлерге қосылғанда Disperse orange 11 сияқты органикалық бояуларда қайтымды фотодеградацияны, немесе қарапайым тілмен, өзін-өзі жаңаруын байқады. Олар өзін-өзі жаңару қасиеттерін зерттеу үшін күшейтілген спонтанды эмиссияны зонд ретінде пайдаланды.

Қуатты қысқа импульсті лазерлік жүйелерде

Жоғары қуатты КПА лазерлік жүйелерінде, мысалы POLARIS лазерлік жүйесінде, бірнеше терават немесе петаватқа жететін ең жоғары қуаты бар ASE уақытша интенсивтілік контрастын шектейді. Күшейту кезінде уақытша созылатын лазерлік импульс қысылғаннан кейін, ASE жартылай үздіксіз пьедестал тудырады, ол қысылған лазерлік импульске дейін уақыт бойынша ішінара орналасады. Фокустағы 10^22 Вт/см2 дейін жететін жоғары интенсивтіліктеріне байланысты, ASE көбінесе экспериментке елеулі кедергі келтіреді, тіпті қажетті лазерлік нысанамен өзара әрекеттесуді мүмкін емес етеді.