Laser lembaran yang terkunci mode, laser ultrafast energi tinggi

Femtosecond kekuatan tinggilaserMemiliki nilai aplikasi yang hebat dalam penelitian ilmiah dan bidang industri seperti generasi terahertz, generasi pulsa attosecond dan sisir frekuensi optik.Laser terkunci modBerdasarkan media gain blok tradisional dibatasi oleh efek lensing termal pada daya tinggi, dan saat ini daya output maksimum adalah sekitar 20 W.

Laser lembaran tipis menggunakan struktur pompa multi-pass untuk mencerminkanLampu pompake media penguatan lembar dengan ketebalan 100 mikron untuk penyerapan pompa efisiensi tinggi. Media gain yang sangat tipis dikombinasikan dengan teknologi backcooling sangat mengurangi pengaruh efek lensa termal dan efek nonlinier, dan dapat mencapai output pulsa femtosecond daya yang lebih tinggi.
Osilator wafer yang dikombinasikan dengan teknologi penguncian mode lensa Kerr adalah cara utama untuk mendapatkan output laser daya rata-rata tinggi dengan lebar pulsa dalam urutan femtosecond.

ARA. 1 (a) 72 Diagram Struktur Optik dan (B) Diagram Fisik dari Modul Pompa

Sebuah tim peneliti dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok yang dirancang dan membangun laser lembar yang dikunci oleh mode Kerr berdasarkan pada modul pompa 72 arah yang dikembangkan sendiri, dan mengembangkan laser lembaran yang dikunci oleh Mode Lensa Kerr dengan daya rata-rata dan energi pulsa tunggal di Cina.
Berdasarkan prinsip penguncian mode lensa Kerr dan perhitungan iteratif dari matriks ABCD, tim peneliti pertama kali menganalisis teori penguncian mode dari laser penguncian mode lensa pelat tipis, mensimulasikan perubahan mode dalam resonator selama operasi penguncian mode dan pengurangan lebih dari 7-low-low-low-low-low-low-low-low-lock.

Selanjutnya, dipandu oleh prinsip desain, tim peneliti merancang dan membangun resonator terkunci mode lensa Kerr (Gbr. 2) berdasarkan pada modul pompa 72 arah (Gbr.1) yang dikembangkan secara independen oleh tim, dan memperoleh output laser yang berdenyut. Lebar pulsa output dan variasi mode intracavity sesuai dengan hasil simulasi.

ARA. 2 Diagram skematik dari rongga resonansi YB Mode Lensa Kerr: Laser Wafer YAG yang digunakan dalam percobaan

Untuk meningkatkan daya output laser, tim peneliti meningkatkan jari-jari kelengkungan dari cermin fokus, dan menyempurnakan ketebalan medium Kerr dan dispersi orde kedua. Ketika daya pompa diatur ke 94 W, daya output rata -rata meningkat menjadi 22,33 W, dan lebar pulsa adalah 394 fs dan energi pulsa tunggal adalah 0,28 μJ.

Untuk lebih meningkatkan daya output, tim peneliti akan lebih meningkatkan radius kelengkungan dari pasangan cermin cekung yang terfokus, sambil menempatkan resonator di lingkungan tertutup vakum rendah untuk mengurangi pengaruh gangguan udara dan dispersi udara.