Desain jalur optik laser mode-terkunci 66 femtodetik

Desain jalur optik dari 66-femtodetiklaser terkunci mode
Laser mode-locked 66 femtodetik ini adalah laser serat optik doped iterbium dengan rongga linier yang mempertahankan polarisasi penuh dan penggeser fase non-resiprokal. Laser ini mencapai mode-locking frekuensi fundamental 147 MHz. Dengan menyesuaikan jarak antar kisi, lebar spektral 39,8 nm dan lebar pulsa 66 fs setelah kompresi eksternal diperoleh. Pada daya pompa tinggi, mode-locking harmonik orde kedua dan ketiga dengan frekuensi pengulangan 294,1 MHz dan 442,3 MHz dapat dicapai.

Deskripsi jalur optik:
Resonator terdiri dari bagian optik spasial di kedua sisi dan bagian serat optik pen维持 polarisasi di tengah. Bagian spasial kiri mencakup cermin refleksi total (M1), pelat gelombang λ/8 (EWP), dan rotator Faraday (FR). Kombinasi EWP dan FR dapat digunakan sebagai penggeser fase non-resiprokal, memberikan bias fase non-resiprokal, sehingga meningkatkan kemampuan memulai sendiri. Bagian serat optik terdiri dari perangkat terintegrasi multiplexing pembagian panjang gelombang – kolimator (WDM-Collimator) khusus, serat optik pen维持 polarisasi yang didoping iterbium 62 cm (Yb401-PM, CORACTIVE), dan kolimator serat optik (Col). Serat penguat dipompa oleh dioda laser (LD) mode tunggal 976 nm dengan daya pompa maksimum 1,4 W. Bagian spasial kanan terdiri dari pelat setengah gelombang (HWP), pemisah berkas polarisasi (PBS), sepasang kisi (LightSmyth T-1000-1040-3212-94), dan cermin refleksi total (M2). Sepasang kisi transmisi dengan kerapatan garis 1000 garis/mm memberikan kompensasi dispersi intra-rongga. Jarak antara kedua kisi dapat disesuaikan dengan sebuah tahap. Panjang ruang bebas dari kolimator ke dua cermin refleksi di kedua sisi masing-masing adalah 5,5 cm dan 6,5 cm.laserMenghasilkan pulsa dengan polarisasi linier dari PBS.
Prinsip kerja:
Pulsa normalisasi awal yang ditransmisikan melalui loop intrakavitas dimulai dari PBS dan ditransmisikan ke M1. Awalnya, HWP akan menguraikan pulsa menjadi dua komponen ortogonal, kemudian memasuki serat optik yang mempertahankan polarisasi dan merambat sepanjang sumbu cepat dan lambat. Rasio intensitas pulsa sepanjang dua sumbu ortogonal ditentukan oleh sudut rotasi (θh) HWP. Selama perambatan di dalam serat optik, karena efek nonlinier, intensitas asimetris pulsa terpolarisasi ortogonal akan menyebabkan pergeseran fase nonlinier yang terkait dengan intensitas. Cermin ujung M1 memungkinkan pulsa ortogonal untuk melewati penggeser fase dua kali dan kembali ke serat optik yang mempertahankan polarisasi. Pulsa ortogonal memperoleh pergeseran fase non-resiprokal π/2 dan bertukar sumbu optik perambatan. Ketidaksesuaian kecepatan grup antara pulsa terpolarisasi ortogonal menyebabkan kompensasi efek deviasi. Akhirnya, pulsa mengakumulasi pergeseran fase nonlinier yang berbeda dan mengalami interferensi di PBS. Sebagai polarisator, PBS memungkinkan pulsa dengan keadaan polarisasi yang sesuai untuk melewatinya, sementara sisanya dipantulkan keluar dari rongga. Proses ini berperan sebagai penyerap jenuh buatan dalam rongga linier ini.laser optikKetika jarak pasangan kisi dikurangi lebih lanjut menjadi 3,2 mm, tepi kiri spektrum menjadi jauh lebih curam. Pada saat ini, dispersi bersih rongga bernilai positif, dan energi pulsa tunggal maksimum sebesar 3,57 nJ diperoleh. Jejak korelasi diri pulsa yang diperoleh dengan kompresi eksternal pulsa dengan lebar spektral terluas 39,8 nm dicocokkan dengan fungsi Gaussian, yang nilainya 66 fs.