Laser cu foaie blocată în mod, putere laser ultrarapid de înaltă energie

Femtosecundă de mare puterelaserare o valoare mare de aplicare în cercetarea științifică și în domenii industriale, cum ar fi generarea de teraherți, generarea de impulsuri de attosecundă și pieptene de frecvență optică.Laser blocate cu modbazate pe mediile tradiționale cu câștig de bloc sunt limitate de efectul de lentilă termică la putere mare, iar în prezent puterea maximă de ieșire este de aproximativ 20 W.

Laserul cu foi subțiri folosește structura pompei cu treceri multiple pentru a reflectalumina pompeila placa câștigă mediu cu grosimea de 100 microni pentru absorbția pompei de înaltă eficiență. Mediul de câștig extrem de subțire combinat cu tehnologia de backcooling reduce foarte mult influența efectului lentilelor termice și a efectului neliniar și poate obține o putere mai mare de ieșire a impulsului femtosecunde.
Oscilatoarele wafer combinate cu tehnologia de blocare a modului lentilei Kerr sunt principalele mijloace de a obține o ieșire laser de putere medie mare, cu lățimea impulsului de ordinul femtosecundei.

SMOCHIN. 1 (a) 72 diagrama structurii optice și (b) diagrama fizică a modulului pompei

O echipă de cercetători de la Academia Chineză de Științe a proiectat și construit un laser pentru folie blocat în modul lentile Kerr, bazat pe modulul de pompă cu 72 de căi, dezvoltat de sine, și a dezvoltat un laser pentru foaie blocat cu lentile Kerr cu cea mai mare putere medie și un singur energia pulsului în China.
Pe baza principiului de blocare a modului lentilei Kerr și a calculului iterativ al matricei ABCD, echipa de cercetare a analizat mai întâi teoria de blocare a modului a laserului de blocare a modului lentilei Kerr cu plăci subțiri, a simulat schimbările de mod ale rezonatorului în timpul operațiunii de blocare a modului. și funcționare continuă și a confirmat că raza modului cavității la diafragma dură va fi redusă cu mai mult de 7% după blocarea modului.

Ulterior, ghidată de principiul de proiectare, echipa de cercetare a proiectat și construit un rezonator cu lentilă Kerr blocată (FIG. 2) bazat pe modulul de pompă cu 72 de căi (FIG.1) dezvoltat independent de echipă și a obținut un laser pulsat. ieșire cu o putere medie de 11,78 W, o lățime a impulsului de 245 fs și o energie a unui singur impuls de 0,14μJ la un timp de pompare de 72 W. Lățimea impulsului de ieșire și variația modului intracavitate sunt în acord cu rezultatele simulării.

SMOCHIN. 2 Diagrama schematică a cavității rezonante a laserului wafer Yb:YAG blocat în modul lentilei Kerr utilizat în experiment

Pentru a îmbunătăți puterea de ieșire a laserului, echipa de cercetare a crescut raza de curbură a oglinzii de focalizare și a reglat fin grosimea medie Kerr și dispersia de ordinul doi. Când puterea pompei a fost setată la 94 W, puterea medie de ieșire a fost crescută la 22,33 W, iar lățimea impulsului a fost de 394 fs, iar energia unui singur impuls a fost de 0,28 μJ.

Pentru a crește și mai mult puterea de ieșire, echipa de cercetare va crește și mai mult raza de curbură a perechii de oglinzi concave focalizate, plasând în același timp rezonatorul într-un mediu închis cu vid scăzut pentru a reduce influența perturbării aerului și a dispersiei aerului.