Yüksek güç femtosaniyelazerterahertz üretimi, attosaniye darbe üretimi ve optik frekans tarağı gibi bilimsel araştırmalarda ve endüstriyel alanlarda büyük uygulama değerine sahiptir.Mod-kilitli lazerlerGeleneksel blok kazançlı ortamlara dayalı sensörler yüksek güçte termal mercek etkisi ile sınırlıdır ve şu anda maksimum çıkış gücü yaklaşık 20 W'tır.
İnce levha lazeri, yansıtmak için çok geçişli pompa yapısını kullanırpompa ışığıYüksek verimli pompa emilimi için 100 mikron kalınlığındaki tabaka kazanç ortamına. Geri soğutma teknolojisiyle birleştirilen son derece ince kazanç ortamı, termal lens etkisinin ve doğrusal olmayan etkinin etkisini büyük ölçüde azaltır ve daha yüksek güçte femtosaniye darbe çıkışı elde edebilir.
Kerr lens mod kilitleme teknolojisiyle birleştirilen wafer osilatörler, femtosaniye mertebesinde darbe genişliğine sahip yüksek ortalama güçte lazer çıkışı elde etmenin başlıca yoludur.
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 hesaplanmasına dayanarak, araştırma ekibi öncelikle ince levha Kerr lens mod kilitleme lazerinin mod kilitleme teorisini analiz etti, mod kilitleme işlemi ve sürekli çalışma sırasında rezonatördeki mod değişimlerini simüle etti ve sert diyaframdaki boşluk modu yarıçapının mod kilitlemeden sonra %7'den fazla azalacağını doğruladı.
Daha sonra, tasarım ilkesine göre yönlendirilen araştırma ekibi, ekip tarafından bağımsız olarak geliştirilen 72 yollu pompa modülüne (ŞEKİL 1) dayalı bir Kerr lens mod kilitli rezonatör (ŞEKİL 2) tasarladı ve inşa etti ve 72 W pompalama süresinde ortalama 11,78 W güce, 245 fs darbe genişliğine ve 0,14 μJ tek darbe enerjisine sahip darbeli bir lazer çıktısı elde etti. Çıkış darbesinin genişliği ve boşluk içi modunun değişimi, simülasyon sonuçlarıyla iyi bir uyum içindedir.
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 derece dağılımını ince ayarladı. Pompa gücü 94 W'a ayarlandığında, ortalama çıkış gücü 22,33 W'a çıkarıldı ve darbe genişliği 394 fs ve tek darbe enerjisi 0,28 μJ oldu.
Çıkış gücünü daha da artırmak için araştırma ekibi, odaklanmış içbükey ayna çiftinin eğrilik yarıçapını daha da artıracak, aynı zamanda rezonatörü hava rahatsızlığı ve hava dağılımının etkisini azaltmak için düşük vakumlu kapalı bir ortama yerleştirecek.
Gönderi zamanı: 15-Ağu-2023