Suure võimsusega femtosekundlaserTal on suur rakenduslik väärtus teadusuuringutes ja tööstusalades, näiteks Terahertzi genereerimine, attosekundi pulsi genereerimine ja optilise sageduse kamm.Mod-lukustatud laseridTraditsiooniliste plokkide võimenduskeskkondade põhjal piirab suure võimsusega termiline läätseefekt ja praegu on maksimaalne väljundvõimsus umbes 20 W.
Õhuke lehtlaser kasutab mitmekäigulist pumba struktuuri, et kajastadapumbavalgusLehele võimenduse keskkond paksusega 100 mikronit suure efektiivsusega pumba imendumiseks. Äärmiselt õhuke võimendusööde koos tagajahutamise tehnoloogiaga vähendab oluliselt termilise läätse mõju ja mittelineaarse efekti mõju ning võib saavutada suurema võimsusega femtosekundi impulsi väljundi.
Vahvlite ostsillaatorid koos Kerr Lens'i režiimi lukustamise tehnoloogiaga on peamine vahend suure keskmise võimsuse laser väljundi saamiseks impulsi laiusega femtosekundi järjekorras.
Joonis fig. 1 (a) 72 optiline struktuur diagramm ja (b) pumbamooduli füüsikaline diagramm
Hiina Teaduste Akadeemia teadlaste meeskond kavandas ja ehitas Kerri objektiivi režiimi lukustatud lehtlaseri, mis põhineb iseenda arendatud 72-suunalisel pumbamoodulil, ja töötas välja Kerri läätse režiimi lukustatud lehelaseri, millel on Hiinas kõrgeim keskmine võimsus ja ühe pulsi energia.
Kerr Lens režiimi lukustamise ja ABCD maatriksi iteratiivse arvutamise põhimõtte põhjal analüüsis uurimisrühm kõigepealt õhukese plaadi Kerr Lens-lokalise laser režiimilukete teooriat, simuleeris režiimi muutusi resonaatoril režiimi lukustumise ajal ja pideva töö ajal ning kinnitas, et kõverate diafragmil oleva radio radius väheneb.
Seejärel juhindudes disainipõhimõttest, kavandas ja ehitas uurimisrühm Kerri objektiivi režiimi lukustatud resonaatori (joonis 2), mis põhineb 72-suunalisel pumbamoodulil (joonis 1), mis on meeskonna poolt iseseisvalt välja töötatud, ja hankis impulss-laserväljundi, mille keskmine võimsus oli 11,78 W, pulseimpulsiga 245 fs ja ühe pulsi energiaga 0,14 μ. Väljundimpulsi laius ja intracavity režiimi variatsioon on simulatsiooni tulemustega hästi kooskõlas.
Joonis fig. 2 Kerri objektiivi režiimi lukustatud YB resonantse õõnsuse skemaatiline diagramm: katses kasutatud YAG-vahvli laser
Laseri väljundvõimsuse parandamiseks suurendas uurimisrühm fookuspeegli kumerust raadiust ning häälestas Kerri keskmise paksuse ja teise järgu dispersiooni. Kui pumba võimsus seati 94 W -ni, suurendati keskmist väljundvõimsust 22,33 W -ni ja impulsi laius oli 394 Fs ja ühe impulsi energia 0,28 μJ.
Väljundvõimsuse edasiseks suurendamiseks suurendab uurimisrühm veelgi fokuseeritud nõgusa peeglipaari kumerusraadiust, asetades samal ajal resonaatori madalasse vaakumiga suletud keskkonda, et vähendada õhuhäirete ja õhu dispersiooni mõju.
Postiaeg: 5. augustil 20123