Modus-geslote plaatlaser, krag met 'n hoë energie ultra

Hoë krag femtosekondelaserhet 'n groot toepassingswaarde in wetenskaplike navorsing en industriële velde soos terahertz -generasie, attosekonde polsgenerering en optiese frekwensie -kam.Mod-geslote lasersOp grond van tradisionele blok-gain-media word beperk deur termiese lenseffek by hoë krag, en tans is die maksimum uitsetkrag ongeveer 20 W.

Dun plaatlaser gebruik multi-pas pompstruktuur om diepomp ligtot die plaatmedium met 'n dikte van 100 mikron vir die opname van hoë doeltreffendheid. Die buitengewone dun winsmedium gekombineer met terugverkoelingstegnologie verminder die invloed van termiese lenseffek en nie -lineêre effek, en kan 'n hoër femtosekonde polsuitset verkry.
Wafer-ossillators gekombineer met die Kerr-lensmodus-sluitingstegnologie is die belangrikste manier om 'n hoë gemiddelde kraglaser-uitset met polsbreedte in die volgorde van die femtosekonde te verkry.

Fig. 1 (a) 72 Optiese struktuurdiagram en (b) fisiese diagram van die pompmodule

'N Span navorsers van die Chinese Akademie vir Wetenskappe het 'n Kerr-lensmodus-geslote plaatlaser ontwerp en gebou op grond van die self-ontwikkelde 72-rigting-pompmodule, en het 'n Kerr-lensmodus-laser met die hoogste gemiddelde krag en enkele polsenergie in China ontwikkel.
Op grond van die beginsel van die Kerr-lensmodus-sluiting en die iteratiewe berekening van ABCD-matriks, het die navorsingspan eers die modus-sluitingsteorie van die dunplaat Kerr-lensmodus-sluitende laser geanaliseer, die modusveranderings in die resonator tydens die modus-sluiting gesimuleer en deurlopende operasie bevestig, en bevestig dat die holte-modus by die Hard Diemhragm verminder sal word.

Daarna, gelei deur die ontwerpbeginsel, het die navorsingspan 'n Kerr-lensmodus-geslote resonator ontwerp en gebou (Fig. 2) gebaseer op die 72-rigting-pompmodule (Fig.1), onafhanklik ontwikkel deur die span, en 'n gepulseerde laseruitset verkry met 'n gemiddelde krag van 11,78W, 'n polsbreedte van 245 FS en 'n enkele pols-energie van 0,14 μJ op 72 W-pomptyd. Die breedte van die uitsetpuls en die variasie van die intrasaviteitsmodus stem goed ooreen met die simulasie -resultate.

Fig. 2 Skematiese diagram van die resonante holte van die Kerr-lensmodus-geslote YB: YAG Wafer-laser wat in die eksperiment gebruik word

Om die uitsetkrag van die laser te verbeter, het die navorsingspan die krommingsradius van die fokusspieël verhoog en die Kerr-medium dikte en tweede-orde verspreiding fyngemaak. Toe die pompkrag op 94 W gestel is, is die gemiddelde uitsetkrag verhoog tot 22,33 W, en die polsbreedte was 394 fs en die enkelpulsenergie was 0,28 μJ.

Om die uitsetkrag verder te verhoog, sal die navorsingspan die krommingsradius van die gefokusde konkawe spieëlpaar verder verhoog, terwyl die resonator in 'n lae vakuum geslote omgewing geplaas word om die invloed van lugversteuring en lugverspreiding te verminder.