Suure võimsusega femtosekundlaseromab suurt rakendusväärtust teadusuuringutes ja tööstusvaldkondades, näiteks terahertside genereerimine, attosekundiliste impulsside genereerimine ja optiline sageduskammimine.Modifikatsiooniga lukustatud laseridTraditsioonilistel plokk-võimendusmeediatel põhinevad seadmed on suure võimsuse juures piiratud termilise läätse efektiga ja praegu on maksimaalne väljundvõimsus umbes 20 W.
Õhukese lehtlaseri puhul kasutatakse peegelduse peegeldamiseks mitme läbimisega pumba struktuuri.pumba tuli100 mikroni paksusele lehtvõimenduskeskkonnale, et tagada pumba suure efektiivsusega neeldumine. Äärmiselt õhuke võimenduskeskkond koos tagasijahutustehnoloogiaga vähendab oluliselt termilise läätse efekti ja mittelineaarse efekti mõju ning võimaldab saavutada suurema võimsusega femtosekundilisi impulsse.
Kerri läätse moodilukustustehnoloogiaga kombineeritud vahvelostsillaatorid on peamised vahendid suure keskmise võimsusega laseri väljundi saavutamiseks impulsi laiusega femtosekundi suurusjärgus.
JOONIS 1 (a) 72 optilise struktuuri diagramm ja (b) pumba mooduli füüsiline diagramm
Hiina Teaduste Akadeemia teadlaste meeskond kavandas ja ehitas Kerri läätse moodilukustusega lehtlaseri, mis põhineb ise väljatöötatud 72-suunalisel pumpmoodulil, ning töötas välja Hiinas kõrgeima keskmise võimsuse ja ühe impulsi energiaga Kerri läätse moodilukustusega lehtlaseri.
Kerri läätse moodilukustuse põhimõtte ja ABCD maatriksi iteratiivse arvutamise põhjal analüüsis uurimisrühm esmalt õhukese Kerri läätse moodilukustusega laseri moodilukustuse teooriat, simuleeris resonaatori moodi muutusi moodilukustuse ja pideva töö ajal ning kinnitas, et kõva diafragma õõnsuse moodiraadius väheneb pärast moodilukustust enam kui 7%.
Seejärel, juhindudes disainiprintsiibist, kavandas ja ehitas uurimisrühm Kerri läätse moodilukustusega resonaatori (JOONIS 2), mis põhines meeskonna poolt iseseisvalt väljatöötatud 72-suunalisel pumpmoodulil (JOONIS 1), ning saavutas impulsslaseri väljundi keskmise võimsusega 11,78 W, impulsi laiusega 245 fs ja üksikimpulsi energiaga 0,14 μJ 72 W pumpamisaja juures. Väljundimpulsi laius ja õõnsusesisese moodi variatsioon on simulatsiooni tulemustega heas kooskõlas.
JOONIS 2. Katses kasutatud Kerri läätse moodilukustatud Yb:YAG vahvelaseri resonantsõõnsuse skemaatiline diagramm
Laseri väljundvõimsuse parandamiseks suurendas uurimisrühm fokuseeriva peegli kõverusraadiust ning peenhäälestas Kerri keskkonna paksust ja teist järku dispersiooni. Kui pumba võimsuseks seati 94 W, suurenes keskmine väljundvõimsus 22,33 W-ni, impulsi laius oli 394 fs ja üksikimpulsi energia 0,28 μJ.
Väljundvõimsuse edasiseks suurendamiseks suurendab uurimisrühm veelgi fokuseeritud nõguspeeglipaari kõverusraadiust, paigutades resonaatori samal ajal madala vaakumiga suletud keskkonda, et vähendada õhuhäirete ja õhu hajumise mõju.
Postituse aeg: 15. august 2023