Optiese padontwerp van die 66-femtosekonde modus-geslote laser

Optiese padontwerp van die 66-femtosekondemodus-geslote laser
Hierdie 66-femtosekonde modus-geslote laser is 'n lineêre holte-al-polarisasie-handhaafende ytterbium-gedoteerde vesellaser met 'n nie-resiproke faseverskuiwer. Dit bereik 147 MHz fundamentele frekwensie modus-sluiting. Deur die afstand tussen die roosters aan te pas, word 'n spektrale breedte van 39.8 nm en 'n pulswydte van 66 fs na eksterne kompressie verkry. Teen hoë pompkrag word tweede-orde en derde-orde harmoniese modus-sluiting met herhalingsfrekwensies van 294.1 MHz en 442.3 MHz bereik.

Optiese padbeskrywing:
Die resonator bestaan ​​uit die ruimtelike optiese dele aan beide kante en die polarisasie-onderhoudende veseldeel in die middel. Die linker ruimtelike deel sluit 'n totale weerkaatsingspieël (M1), 'n λ/8 golfplaat (EWP), en 'n Faraday-rotator (FR) in. Die kombinasie van EWP en FR kan gebruik word as 'n nie-wederkerige faseverskuiwer, wat nie-wederkerige fasevooroordeel bied, waardeur die selfbeginvermoë verbeter word. Die veseldeel bestaan ​​uit 'n pasgemaakte golflengtedelingsmultipleksering-kollimator (WDM-Kollimator) geïntegreerde toestel, 62 cm ytterbium-gedoteerde polarisasie-onderhoudende vesel (Yb401-PM, CORACTIVE), en 'n optiese veselkollimator (Col). Die versterkingsvesel word gepomp deur 'n enkelmodus 976 nm laserdiode (LD) met 'n maksimum pompkrag van 1.4 W. Die regter ruimtelike deel bestaan ​​uit 'n halfgolfplaat (HWP), 'n polarisasiestraalsplitter (PBS), 'n roosterpaar (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) en 'n totale weerkaatsingspieël (M2). Die transmissieroosterpaar met 'n lyndigtheid van 1000 lyne/mm2 bied intra-holte dispersiekompensasie. Die afstand tussen die twee roosters kan met 'n trap aangepas word. Die vrye ruimtelengte vanaf die kollimator na die twee weerkaatsingspieëls aan beide kante is onderskeidelik 5.5 cm en 6.5 cm. Dielaserlewer pulse op 'n lineêr gepolariseerde wyse vanaf die PBS uit.
Werkbeginsel:
Die aanvanklike genormaliseerde puls wat deur die intrakavitetlus oorgedra word, begin vanaf PBS en word na M1 oorgedra. Aanvanklik sal die HWP die puls in twee ortogonale komponente ontbind, en dan die polarisasiebehoudende optiese vesel binnegaan en langs die vinnige en stadige asse voortplant. Die intensiteitsverhouding van die pulse langs die twee ortogonale asse word bepaal deur die rotasiehoek (θh) van die HWP. Tydens voortplanting binne die optiese vesel, as gevolg van nie-lineêre effekte, sal die asimmetriese intensiteit van die ortogonale gepolariseerde pulse intensiteitsverwante nie-lineêre faseverskuiwings veroorsaak. Die eindspieël M1 stel die ortogonale pulse in staat om twee keer deur die faseverskuiwer te beweeg en na die polarisasiebehoudende optiese vesel terug te keer. Die ortogonale pulse verkry 'n π/2 nie-resiproke faseverskuiwing en ruil die voortplantingsoptiese as om. Die groepsnelheidswanverhouding tussen die ortogonale gepolariseerde pulse lei tot die kompensasie van die afwykingseffek. Laastens versamel die puls verskillende nie-lineêre faseverskuiwings en ondergaan interferensie by PBS. As 'n polarisator laat PBS die toepaslike polarisasietoestandpulse deur, terwyl die res uit die holte gereflekteer word. Hierdie proses speel die rol van 'n kunsmatige versadigbare absorbeerder in hierdie lineêre holte.optiese laserWanneer die roosterpaarafstand verder verminder word tot 3.2 mm, word die linkerrand van die spektrum aansienlik steiler. Op hierdie tydstip is die holte-netto-dispersie positief, en die maksimum enkelpulsenergie van 3.57 nJ word verkry. Die puls-selfkorrelasiespoor wat verkry word deur eksterne kompressie van die puls met die breedste spektrale breedte van 39.8 nm, word gepas deur 'n Gauss-funksie, wat 66 fs is.