Hoë krag femtosekondelaserhet groot toepassingswaarde in wetenskaplike navorsing en industriële velde soos terahertz generasie, attosekonde pols generasie en optiese frekwensie kam.Mod-geslote lasersgebaseer op tradisionele blokversterkingsmedia word beperk deur termiese lenseffek by hoë drywing, en tans is die maksimum uitsetkrag ongeveer 20 W.
Dun vel laser gebruik multi-pass pomp struktuur te weerspieël diepomp ligaan die vel verkry medium met dikte van 100 mikron vir hoë doeltreffendheid pomp absorpsie. Die uiters dun aanwinsmedium gekombineer met terugverkoelingstegnologie verminder die invloed van termiese lenseffek en nie-lineêre effek aansienlik, en kan 'n hoër krag femtosekonde-pulsuitset bereik.
Wafer-ossillators gekombineer met Kerr-lensmodus-sluittegnologie is die belangrikste maniere om hoë gemiddelde kraglaseruitset met polswydte in die orde van femtosekonde te verkry.
FIG. 1 (a) 72 optiese struktuurdiagram en (b) fisiese diagram van die pompmodule
'n Span navorsers van die Chinese Akademie van Wetenskappe het 'n Kerr-lensmodus-geslote vellaser ontwerp en gebou wat gebaseer is op die selfontwikkelde 72-rigting pompmodule, en 'n Kerr-lensmodus-geslote vellaser met die hoogste gemiddelde krag en enkel ontwikkel polsenergie in China.
Gebaseer op die beginsel van Kerr-lensmodussluiting en die iteratiewe berekening van ABCD-matriks, het die navorsingspan eers die modussluitteorie van dunplaat Kerr-lensmodussluitlaser ontleed, en die modusveranderinge in die resonator tydens modussluitwerking gesimuleer en deurlopende werking, en het bevestig dat die holtemodusradius by die harde diafragma met meer as 7% verminder sal word na modussluiting.
Vervolgens, gelei deur die ontwerpbeginsel, het die navorsingspan 'n Kerr-lensmodus-geslote resonator (FIG. 2) ontwerp en gebou wat gebaseer is op die 72-rigting pompmodule (FIG.1) wat onafhanklik deur die span ontwikkel is, en 'n gepulseerde laser verkry. uitset met 'n gemiddelde drywing van 11.78W, 'n pulswydte van 245 fs en 'n enkele pulsenergie van 0.14μJ by 72 W pomptyd. Die breedte van die uitsetpuls en die variasie van die binneholtemodus stem goed ooreen met die simulasieresultate.
FIG. 2 Skematiese diagram van die resonante holte van die Kerr-lens-modus-geslote Yb:YAG wafer laser wat in die eksperiment gebruik is
Ten einde die uitsetkrag van die laser te verbeter, het die navorsingspan die krommingsradius van die fokusspieël vergroot, en die Kerr-mediumdikte en tweede-orde-verspreiding verfyn. Toe die pompkrag op 94 W gestel is, is die gemiddelde uitsetkrag na 22.33 W verhoog, en die pulswydte 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.
Postyd: 15 Aug. 2023