Lieljaudas femtosekundelāzersir liela pielietojuma vērtība zinātniskajā pētniecībā un rūpniecības jomās, piemēram, terahercu ģenerēšanā, attosekundes impulsu ģenerēšanā un optiskās frekvences ķemmes.Mod-locked lāzeriPamatojoties uz tradicionālajiem bloka pastiprinājuma materiāliem, ierobežo termiskās lēcas efekts pie lielas jaudas, un pašlaik maksimālā izejas jauda ir aptuveni 20 W.
Plāno lokšņu lāzers izmanto daudzkārtu sūkņa struktūru, lai atspoguļotusūkņa gaismauz loksnes pastiprināšanas līdzekli ar 100 mikronu biezumu augstas efektivitātes sūkņa absorbcijai. Īpaši plānā pastiprinājuma vide apvienojumā ar atpakaļdzesēšanas tehnoloģiju ievērojami samazina termiskās lēcas efekta un nelineārā efekta ietekmi un var sasniegt lielāku jaudu femtosekundes impulsa izvadi.
Vafeļu oscilatori apvienojumā ar Kerr objektīva režīma bloķēšanas tehnoloģiju ir galvenais līdzeklis augstas vidējās jaudas lāzera izejas iegūšanai ar impulsa platumu femtosekundes secībā.
Zīm. 1 (a) 72 sūkņa moduļa optiskās struktūras diagramma un (b) fiziskā diagramma
Ķīnas Zinātņu akadēmijas pētnieku komanda izstrādāja un izveidoja Kerr objektīva režīma bloķētu lokšņu lāzeru, pamatojoties uz pašu izstrādātu 72 virzienu sūkņa moduli, un izstrādāja Kerr objektīva režīma bloķētu lokšņu lāzeru ar lielāko vidējo jaudu un vienu. impulsu enerģija Ķīnā.
Pamatojoties uz Kerra objektīva režīma bloķēšanas principu un ABCD matricas iteratīvo aprēķinu, pētnieku grupa vispirms analizēja plānas plāksnes Kerra objektīva režīma bloķēšanas lāzera režīma bloķēšanas teoriju, simulēja režīma izmaiņas rezonatorā režīma bloķēšanas darbības laikā. un nepārtraukta darbība, un apstiprināja, ka dobuma režīma rādiuss pie cietās diafragmas tiks samazināts par vairāk nekā 7% pēc režīma bloķēšanas.
Pēc tam, vadoties pēc projektēšanas principa, pētnieku grupa izstrādāja un uzbūvēja Kerr objektīva režīma bloķētu rezonatoru (2. att.), pamatojoties uz 72 virzienu sūkņa moduli (1. att.), ko neatkarīgi izstrādāja komanda, un ieguva impulsa lāzeru. izeja ar vidējo jaudu 11,78 W, impulsa platumu 245 fs un viena impulsa enerģiju 0,14 μJ pie 72 W sūknēšanas laika. Izejas impulsa platums un intracavity režīma variācijas labi saskan ar simulācijas rezultātiem.
Zīm. 2 Eksperimentā izmantotā Kerra objektīva režīma bloķētā Yb:YAG vafeļu lāzera rezonanses dobuma shematiska diagramma
Lai uzlabotu lāzera izejas jaudu, pētnieku grupa palielināja fokusēšanas spoguļa izliekuma rādiusu un precīzi noregulēja Kerra vidējo biezumu un otrās kārtas dispersiju. Kad sūkņa jauda tika iestatīta uz 94 W, vidējā izejas jauda tika palielināta līdz 22,33 W, un impulsa platums bija 394 fs un viena impulsa enerģija bija 0,28 μJ.
Lai vēl vairāk palielinātu izejas jaudu, pētnieku grupa vēl vairāk palielinās fokusētā ieliektā spoguļa pāra izliekuma rādiusu, vienlaikus ievietojot rezonatoru zema vakuuma slēgtā vidē, lai samazinātu gaisa traucējumu un gaisa izkliedes ietekmi.
Publicēšanas laiks: 15. augusts 2023