Lakštinis lazeris su režimu užrakintas, galingas itin greitas lazeris

Didelės galios femtosekundėlazeristuri didelę taikymo vertę moksliniuose tyrimuose ir pramonės srityse, tokiose kaip terahercų generavimas, atosekundinių impulsų generavimas ir optinio dažnio šukos.Mod-locked lazeriaipagrįstos tradicinėmis blokinio stiprinimo terpėmis, ribojamos šiluminio lęšio efekto esant didelei galiai, o šiuo metu maksimali išėjimo galia yra apie 20 W.

Plonasluoksnis lazeris naudoja kelių pralaidų siurblio struktūrą, kad atspindėtųsiurblio lemputėį 100 mikronų storio lakšto stiprinimo terpę, kad būtų galima efektyviai sugerti siurblį.Itin plona stiprinimo terpė kartu su atgalinio aušinimo technologija labai sumažina terminio lęšio efekto ir netiesinio efekto įtaką ir gali pasiekti didesnės galios femtosekundžių impulsų išvestį.
Plokščių generatoriai kartu su Kerr objektyvo režimo fiksavimo technologija yra pagrindinė priemonė, leidžianti gauti didelės vidutinės galios lazerio išvestį su impulso pločiu femtosekundės tvarka.

Fig.1 (a) 72 optinės struktūros diagrama ir (b) fizinė siurblio modulio schema

Kinijos mokslų akademijos mokslininkų komanda suprojektavo ir sukonstravo Kerr objektyvo režimu blokuotą lakštinį lazerį, pagrįstą pačių sukurtu 72 krypčių siurblio moduliu, ir sukūrė Kerr objektyvo režimu užfiksuotą lakštinį lazerį, turintį didžiausią vidutinę galią ir vieną. impulsų energija Kinijoje.
Remdamasi Kerr objektyvo režimo fiksavimo principu ir kartotiniu ABCD matricos skaičiavimu, tyrėjų grupė pirmiausia išanalizavo plonasluoksnio Kerr objektyvo režimo fiksavimo lazerio režimo blokavimo teoriją, imitavo režimo pokyčius rezonatoriuje režimo blokavimo veikimo metu. ir nepertraukiamą veikimą, ir patvirtino, kad ertmės režimo spindulys ties kietąja diafragma sumažės daugiau nei 7 % po režimo fiksavimo.

Vėliau, vadovaudamasi projektavimo principu, tyrėjų komanda suprojektavo ir sukonstravo Kerr objektyvo režimu blokuojamą rezonatorių (2 pav.), pagrįstą 72 krypčių siurblio moduliu (1 pav.), kurį savarankiškai sukūrė grupė, ir gavo impulsinį lazerį. išvestis, kurios vidutinė galia 11,78 W, impulso plotis 245 fs ir vieno impulso energija 0,14 μJ esant 72 W siurbimo laikui.Išvesties impulso plotis ir intracavity režimo kitimas gerai sutampa su modeliavimo rezultatais.

Fig.2 Eksperimente naudoto Kerr objektyvo režimu užrakinto Yb:YAG plokštelinio lazerio rezonansinės ertmės schema

Siekdama pagerinti lazerio išėjimo galią, tyrėjų komanda padidino fokusavimo veidrodžio kreivio spindulį ir tiksliai sureguliavo Kerr vidutinio storio ir antros eilės dispersiją.Kai siurblio galia buvo nustatyta į 94 W, vidutinė išėjimo galia buvo padidinta iki 22,33 W, o impulso plotis buvo 394 fs, o vieno impulso energija buvo 0,28 μJ.

Siekdama dar labiau padidinti išėjimo galią, tyrėjų komanda toliau padidins sufokusuoto įgaubto veidrodžio poros kreivio spindulį, o rezonatorių pastatys į žemo vakuumo uždarą aplinką, kad sumažintų oro trukdžių ir oro sklaidos įtaką.