Mod kilitli tabaka lazer, güç yüksek enerjili ultrafast lazer

Yüksek güçlü femtosaniyelazerBilimsel araştırma ve Terahertz üretimi, Attosecond nabız oluşturma ve optik frekans tarağı gibi endüstriyel alanlarda büyük uygulama değerine sahiptir.Mod kilitli lazerlerGeleneksel blok kazanma ortamına dayanarak, yüksek güçte termal lens etkisi ile sınırlıdır ve şu anda maksimum çıkış gücü yaklaşık 20 W'dir.

İnce tabaka lazer, çok geçişli pompa yapısı kullanır.pompa ışığıyüksek verimli pompa emilimi için 100 mikron kalınlığında sac kazanç ortamına. Son derece ince kazançlı ortam, arka soğutma teknolojisi ile birleştirilmiş, termal lens etkisinin ve doğrusal olmayan etkinin etkisini büyük ölçüde azaltır ve daha yüksek güç femtosaniye nabız çıkışı elde edebilir.
Kerr lens modu kilitleme teknolojisi ile birlikte gofret osilatörleri, femtosaniye sırasında nabız genişliğine sahip yüksek ortalama güç lazer çıkışı elde etmenin ana yoludur.

İNCİR. 1 (a) 72 Optik Yapı Şeması ve (B) Pompa Modülünün Fiziksel Diyagramı

Çin Bilimler Akademisi'nden bir araştırmacı ekibi, kendi gelişmiş 72 yollu pompa modülüne dayanan Kerr Lens modu kilitli bir tabaka lazer tasarladı ve inşa etti ve Çin'de en yüksek ortalama güç ve tek nabız enerjisine sahip bir Kerr lens modu kilitli tabaka lazeri geliştirdi.
Kerr lens modu kilitleme prensibine ve ABCD matrisinin yinelemeli hesaplanmasına dayanarak, araştırma ekibi ilk olarak ince plaka Kerr lens modu kilitleme lazerinin mod kilitleme teorisini analiz etti, mod kilitleme işlemi ve sürekli çalışma sırasında rezonatördeki mod değişikliklerini simüle etti ve sert diyaframdan sonra% 7'den daha fazla azaltılacağını doğruladı.

Daha sonra, tasarım prensibi tarafından yönlendirilen araştırma ekibi, ekip tarafından bağımsız olarak geliştirilen 72 yollu pompa modülüne (Şekil 1) dayanan bir Kerr lens modu kilitli rezonatör (Şekil 2) tasarladı ve inşa etti ve 11.78W ortalama güç, 245 fs ve 0.14 üce bir puls enerjisi ile 0.14 uging 7'nin bir nabız enerjisi elde etti. Çıkış darbesinin genişliği ve iç içe geçiş modunun varyasyonu simülasyon sonuçları ile iyi uyum içindedir.

İNCİR. 2 Kerr Lens modu kilitli YB'nin rezonant boşluğunun şematik diyagramı: deneyde kullanılan YAG gofret lazeri

Lazerin çıkış gücünü iyileştirmek için, araştırma ekibi odaklama aynasının eğrilik yarıçapını arttırdı ve Kerr orta kalınlığı ve ikinci dereceden dağılımını ince ayarladı. Pompa gücü 94 W olarak ayarlandığında, ortalama çıkış gücü 22.33 W'ye yükseltildi ve darbe genişliği 394 FS ve tek darbe enerjisi 0.28 μJ idi.

Çıktı gücünü daha da arttırmak için, araştırma ekibi, hava bozukluğu ve hava dağılmasının etkisini azaltmak için rezonatörün düşük vakum kapalı bir ortama yerleştirilirken, odaklanmış içbükey ayna çiftinin eğrilik yarıçapını daha da artıracaktır.