Moduslåst ark laser, kraftig høy energi ultrafast laser

Høy kraft femtosekundlaserHar stor applikasjonsverdi innen vitenskapelig forskning og industrielle felt som Terahertz -generasjon, Attosecond Pulse Generation og Optical Frequency Comb.Mod-Locked LasersBasert på tradisjonelle blokkerings-medier er medier begrenset av termisk linseeffekt ved høy effekt, og for tiden er den maksimale utgangseffekten omtrent 20 W.

Tynn arklaser bruker multi-pass pumpestruktur for å gjenspeilepumpelystil arketforsterkningsmediet med tykkelse på 100 mikron for absorpsjon av høy effektivitet. Den ekstremt tynne forsterkningsmediet kombinert med backkjølingsteknologi reduserer påvirkningen av termisk linseeffekt og ikke -lineær effekt kraftig, og kan oppnå høyere kraft femtosekund pulsutgang.
Wafer-oscillatorer kombinert med Kerr-objektivmodus-låsende teknologi er de viktigste virkemidlene for å oppnå høy gjennomsnittlig effektlaserutgang med pulsbredde i størrelsesorden femtosekundet.

Fig. 1 (a) 72 optisk strukturdiagram og (b) fysisk diagram over pumpemodulen

Et team av forskere fra Chinese Academy of Sciences designet og bygde en Kerr-objektiv-moduslåst arklaser basert på den selvutviklede 72-veis pumpemodulen, og utviklet en Kerr-linsemoduslåst arklaser med høyest gjennomsnittlig kraft og enkeltpulsenergi i Kina.
Basert på prinsippet om Kerr-objektivmodus-låsing og den iterative beregningen av ABCD-matrise, analyserte forskerteamet først modus-låsende teori for tynn plate Kerr-linse-modus-låsende laser, simulerte 7-modusendringene i resonatoren under modus-låsende operasjon og kontinuerlig drift, og bekreftet at hulmen etter at hulmen etter den harde diapulene ble røde radiul.

Deretter, veiledet av designprinsippet, designet forskerteamet og bygde en Kerr-objektiv-modus-låst resonator (fig. 2) basert på 72-veis pumpemodul (fig.1) uavhengig utviklet av teamet, og oppnådde en pumpes laserproduksjon med en gjennomsnittlig kraft på 11,78 w, en puls bredde på 245 fs og en ensin energi på 11,7 μ. Bredden på utgangspulsen og variasjonen av intracavity -modus er i god overensstemmelse med simuleringsresultatene.

Fig. 2 Skjematisk diagram over resonanshulen i Kerr-objektivmodus Låst YB: YAG Wafer Laser brukt i eksperimentet

For å forbedre laserens utgangseffekt økte forskerteamet krumningsradiusen til det fokuserende speilet, og finjusterte Kerr-medium tykkelse og andreordens spredning. Da pumpekraften ble satt til 94 W, ble den gjennomsnittlige utgangseffekten økt til 22,33 W, og pulsbredden var 394 fs og enkeltpulsenergien var 0,28 μJ.

For å øke produksjonskraften ytterligere, vil forskerteamet øke krumningsradiusen til det fokuserte konkave speilparet, mens de plasserer resonatoren i et lavt vakuum lukket miljø for å redusere påvirkningen av luftforstyrrelse og luftdisponering.