Ласерски лист со заклучен режим, моќен ултрабрз ласер со висока енергија

Фемтосекунда со висока моќностласерскиима голема применлива вредност во научно-истражувачката и индустриската област како што се генерирање терахерци, аттосекунда генерирање пулс и оптички фреквентен чешел.Ласери заклучени со модбазирани на традиционалните медиуми со блок-добивка се ограничени со ефектот на термичка леќа при висока моќност, а моментално максималната излезна моќност е околу 20 W.

Ласерот со тенок лист користи структура на пумпа со повеќе премини за да ја одразисветло на пумпатадо медиум за засилување на листот со дебелина од 100 микрони за апсорпција на пумпата со висока ефикасност. Исклучително тенкиот медиум за засилување во комбинација со технологијата за задно ладење во голема мера го намалува влијанието на ефектот на термичка леќа и нелинеарниот ефект и може да постигне поголема моќност на фемтосекундниот пулсен излез.
Осцилаторите на нафора во комбинација со технологијата за заклучување на режимот на леќите Kerr се главното средство за добивање ласерски излез со висока просечна моќност со ширина на пулсот од редот на фемтосекунда.

Сл. 1 (а) 72 дијаграм на оптичка структура и (б) физички дијаграм на модулот на пумпата

Тим истражувачи од Кинеската академија на науки дизајнираа и изградија ласерски лист со заклучен режим на леќа Кер врз основа на саморазвиениот модул на пумпата со 72 насоки и развија ласер на лист заклучен со режим на леќа Кер со најголема просечна моќност и единечни пулсна енергија во Кина.
Врз основа на принципот на заклучување на режимот на објективот Кер и итеративната пресметка на ABCD матрицата, истражувачкиот тим најпрво ја анализираше теоријата за блокирање на режимот на ласерот за блокирање режим на леќата со тенка плоча Кер, ги симулираше промените на режимот во резонаторот за време на операцијата за блокирање на режимот. и континуирано работење, и потврди дека радиусот на режимот на шуплина кај тврдиот дијафрагма ќе се намали за повеќе од 7% по заклучувањето на режимот.

Последователно, воден од принципот на дизајнирање, истражувачкиот тим дизајнираше и изгради резонатор заклучен со режим на леќа Кер (Сл. 2) врз основа на 72-насочниот модул на пумпата (СЛИКА 1) независно развиен од тимот, и доби пулсен ласер излез со просечна моќност од 11,78W, ширина на импулсот од 245 fs и единечна пулсна енергија од 0,14μJ при пумпање од 72 W. Ширината на излезниот импулс и варијацијата на режимот на интракавитација се во добра согласност со резултатите од симулацијата.

Сл. 2 Шематски дијаграм на резонантната празнина на нафора ласерот Yb:YAG заклучен со режим на леќа Кер користен во експериментот

Со цел да се подобри излезната моќност на ласерот, истражувачкиот тим го зголеми радиусот на искривување на огледалото за фокусирање и фино ја подеси средната дебелина на Кер и дисперзијата од втор ред. Кога моќноста на пумпата беше поставена на 94 W, просечната излезна моќност беше зголемена на 22,33 W, а ширината на пулсот беше 394 fs и енергијата на еден пулс беше 0,28 μJ.

За понатамошно зголемување на излезната моќност, истражувачкиот тим дополнително ќе го зголеми радиусот на закривеност на фокусираниот пар на конкавни огледала, додека резонаторот ќе го постави во затворена средина со низок вакуум за да го намали влијанието на воздушното пореметување и дисперзијата на воздухот.