Призменный компрессор

Призменный компрессор — оптическое устройство, предназначенное для сжатия сверхкоротких лазерных импульсов имеющих положительный чирп. Наиболее простая схема компрессора состоит из двух призм и зеркала.

Хотя дисперсия материала призмы приводит к тому, что различные компоненты длин волн распространяются по различному пути, компрессор устроен таким образом, что все компоненты длин волн покидают компрессор в различные моменты времени, но в одном направлении. Если различные компоненты длин волн лазерного импульса уже разделены во времени, то призменный компрессор может сделать их перекрывающимися, таким образом, укорачивая импульс.

Почти все оптические материалы, прозрачные для видимого света имеют положительную дисперсию: показатель преломления уменьшается с увеличением длины волны. Это значит, что более короткие длины волн распространяются медленнее через эти материалы. То же самое верно и для призм в призменном компрессоре. Однако положительная дисперсия призм меняется благодаря дополнительному отрезку между призмами, на котором коротковолновые компоненты длин волн проходят больший путь, чем длинноволновые. Тщательно подбирая геометрию расположения призм (рис. 3. 1), появляется возможность получить отрицательную дисперсию, которая будет компенсировать положительную дисперсию других оптических компонент.

Как показано на рис. 3. 3, сдвигая призму P2 вверх или вниз, можно получать как отрицательную дисперсию компрессора около значения показателя преломления n= 1. 6(красная кривая), так и положительную (синяя кривая). Отрезок, на котором может быть получена отрицательная дисперсия достаточно небольшой, поскольку, призма P2 может быть смещена только на короткую дистанцию вверх, до места, где световые лучи начнут распространяться, минуя призму.

В принципе, угол α можно менять для настройки дисперсионных свойств призменного компрессора. На практике, однако, геометрию подбирают таким образом, чтобы падающий и преломленный лучи имели тот же самый угол, что и центральная длина волны сжимаемого спектра. Эта конфигурация известна под названием «угол минимального отклонения» (angle of minimum deviation), и легко настраивается, нежели чем с произвольными углами.