Femtodetik berdaya tinggilasermemiliki nilai aplikasi yang besar dalam penelitian ilmiah dan bidang industri seperti pembangkitan terahertz, pembangkitan pulsa attodetik, dan sisir frekuensi optik.Laser yang dikunci dengan modberdasarkan media penguatan blok tradisional dibatasi oleh efek pelensaan termal pada daya tinggi, dan saat ini daya keluaran maksimum adalah sekitar 20 W.
Laser lembaran tipis menggunakan struktur pompa multi-pass untuk mencerminkanlampu pompake media penguatan lembaran dengan ketebalan 100 mikron untuk penyerapan pompa efisiensi tinggi.Media penguatan yang sangat tipis dikombinasikan dengan teknologi pendinginan balik sangat mengurangi pengaruh efek lensa termal dan efek nonlinier, dan dapat mencapai keluaran pulsa femtodetik daya yang lebih tinggi.
Osilator wafer dikombinasikan dengan teknologi penguncian mode lensa Kerr adalah sarana utama untuk mendapatkan keluaran laser daya rata-rata tinggi dengan lebar pulsa dalam urutan femtodetik.
ARA.1 (a) 72 diagram struktur optik dan (b) diagram fisik modul pompa
Sebuah tim peneliti dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok merancang dan membuat laser lembaran dengan mode lensa Kerr berdasarkan modul pompa 72 arah yang dikembangkan sendiri, dan mengembangkan laser lembaran dengan mode lensa Kerr yang dikunci dengan daya rata-rata tertinggi dan daya tunggal. energi pulsa di Cina.
Berdasarkan prinsip penguncian mode lensa Kerr dan perhitungan berulang matriks ABCD, tim peneliti pertama-tama menganalisis teori penguncian mode laser penguncian mode lensa Kerr pelat tipis, dan mensimulasikan perubahan mode pada resonator selama operasi penguncian mode. dan pengoperasian berkelanjutan, dan memastikan bahwa radius mode rongga pada diafragma keras akan berkurang lebih dari 7% setelah penguncian mode.
Selanjutnya, dipandu oleh prinsip desain, tim peneliti merancang dan membangun resonator mode-terkunci lensa Kerr (Gbr. 2) berdasarkan modul pompa 72 arah (Gbr.1) yang dikembangkan secara independen oleh tim, dan memperoleh laser berdenyut keluaran dengan daya rata-rata 11,78W, lebar pulsa 245 fs dan energi pulsa tunggal 0,14μJ pada waktu pemompaan 72 W.Lebar pulsa keluaran dan variasi mode intracavity sesuai dengan hasil simulasi.
ARA.2 Diagram skema rongga resonansi laser wafer Yb:YAG yang dikunci mode lensa Kerr yang digunakan dalam percobaan
Untuk meningkatkan daya keluaran laser, tim peneliti meningkatkan radius kelengkungan cermin pemfokusan, dan menyempurnakan ketebalan sedang Kerr dan dispersi orde kedua.Ketika daya pompa diatur ke 94 W, daya keluaran rata-rata ditingkatkan menjadi 22,33 W, dan lebar pulsa adalah 394 fs dan energi pulsa tunggal adalah 0,28 μJ.
Untuk lebih meningkatkan daya keluaran, tim peneliti akan lebih meningkatkan radius kelengkungan pasangan cermin cekung terfokus, sekaligus menempatkan resonator di lingkungan tertutup vakum rendah untuk mengurangi pengaruh gangguan udara dan dispersi udara.
Waktu posting: 15 Agustus-2023