Yüksek güçlü femtosaniyelazerterahertz üretimi, attosaniye darbe üretimi ve optik frekans tarağı gibi bilimsel araştırmalarda ve endüstriyel alanlarda büyük uygulama değerine sahiptir.Mod kilitli lazerlerGeleneksel blok-kazanç ortamına dayalı sensörler yüksek güçte termal mercek etkisi ile sınırlıdır ve şu anda maksimum çıkış gücü yaklaşık 20 W'dır.
İnce levha lazeri, yansıtmak için çok geçişli pompa yapısını kullanırpompa ışığıYüksek verimli pompa emilimi için 100 mikron kalınlığındaki tabaka kazanç ortamına. Son derece ince kazanç ortamı, geri soğutma teknolojisiyle birleştiğinde, termal lens etkisi ve doğrusal olmayan etkinin etkisini büyük ölçüde azaltır ve daha yüksek güçte femtosaniye darbe çıkışı elde edilebilir.
Femtosaniye mertebesinde darbe genişliğine sahip yüksek ortalama güçte lazer çıkışı elde etmek için, Kerr lens mod kilitleme teknolojisiyle birleştirilmiş wafer osilatörler başlıca araçtır.
ŞEKİL 1 (a) 72 optik yapı diyagramı ve (b) pompa modülünün fiziksel diyagramı
Çin Bilimler Akademisi'nden bir araştırma ekibi, kendi geliştirdikleri 72 yollu pompa modülüne dayalı bir Kerr lens mod kilitli levha lazeri tasarlayıp üretti ve Çin'deki en yüksek ortalama güce ve tek darbe enerjisine sahip bir Kerr lens mod kilitli levha lazeri geliştirdi.
Kerr lens mod kilitleme ilkesine ve ABCD matrisinin yinelemeli hesaplamasına dayanarak, araştırma ekibi öncelikle ince levha Kerr lens mod kilitleme lazerinin mod kilitleme teorisini analiz etti, mod kilitleme işlemi ve sürekli işlem sırasında rezonatördeki mod değişimlerini simüle etti ve sert diyaframdaki boşluk modu yarıçapının mod kilitlemeden sonra %7'den fazla azalacağını doğruladı.
Daha sonra, tasarım prensibinden yola çıkarak araştırma ekibi, bağımsız olarak geliştirdikleri 72 yollu pompa modülüne (ŞEKİL 1) dayalı bir Kerr lens mod kilitli rezonatör (ŞEKİL 2) tasarlayıp üretti ve 72 W pompalama süresinde ortalama 11,78 W güç, 245 fs darbe genişliği ve 0,14 μJ tek darbe enerjisine sahip darbeli bir lazer çıktısı elde etti. Çıkış darbesinin genişliği ve boşluk içi modunun değişimi, simülasyon sonuçlarıyla büyük ölçüde örtüşmektedir.
ŞEKİL 2 Deneyde kullanılan Kerr lens mod kilitli Yb:YAG gofret lazerinin rezonans boşluğunun şematik diyagramı
Lazerin çıkış gücünü iyileştirmek için araştırma ekibi, odaklama aynasının eğrilik yarıçapını artırdı ve Kerr ortam kalınlığını ve ikinci dereceden dispersiyonu hassas bir şekilde ayarladı. Pompa gücü 94 W'a ayarlandığında, ortalama çıkış gücü 22,33 W'a, darbe genişliği 394 fs'ye ve tek darbe enerjisi 0,28 μJ'ye yükseldi.
Çıkış gücünü daha da artırmak için araştırma ekibi, odaklanmış içbükey ayna çiftinin eğrilik yarıçapını daha da artıracak ve hava rahatsızlığı ve hava dağılımının etkisini azaltmak için rezonatörü düşük vakumlu kapalı bir ortama yerleştirecek.
Gönderim zamanı: 15 Ağustos 2023