Hög effekt femtosekundlaserhar stort tillämpningsvärde inom vetenskaplig forskning och industriella områden såsom terahertzgenerering, attosecond pulse generation och optisk frekvenskam.Mod-låsta lasrarbaserade på traditionella block-gain media begränsas av termisk linseffekt vid hög effekt, och för närvarande är den maximala uteffekten cirka 20 W.
Tunnplåtslaser använder multi-pass pumpstruktur för att reflekterapumpljustill arkförstärkningsmediet med en tjocklek på 100 mikron för högeffektiv pumpabsorption.Det extremt tunna förstärkningsmediet i kombination med bakåtkylningsteknologi minskar kraftigt inflytandet av termisk linseffekt och olinjär effekt, och kan uppnå högre effekt femtosekundpulsutmatning.
Waferoscillatorer i kombination med Kerr-linslägeslåsningsteknologi är det främsta sättet att erhålla lasereffekt med hög medeleffekt med pulsbredd i storleksordningen femtosekunder.
FIKON.1 (a) 72 optisk strukturdiagram och (b) fysiskt diagram av pumpmodulen
Ett team av forskare från den kinesiska vetenskapsakademin designade och byggde en Kerr-linslägeslåst plåtlaser baserad på den egenutvecklade 72-vägspumpmodulen, och utvecklade en Kerr-linslägeslåst plåtlaser med högsta genomsnittliga effekt och singel. pulsenergi i Kina.
Baserat på principen om Kerr-linslägeslåsning och den iterativa beräkningen av ABCD-matrisen, analyserade forskargruppen först lägeslåsningsteorin för Kerr-linslägeslåsande laser för tunnplåt, simulerade modändringarna i resonatorn under lägeslåsningsoperationen och kontinuerlig drift, och bekräftade att kavitetslägesradien vid det hårda membranet kommer att minskas med mer än 7 % efter lägeslåsning.
Därefter, med ledning av designprincipen, designade och byggde forskargruppen en Kerr-linslägeslåst resonator (FIG. 2) baserad på 72-vägs pumpmodulen (FIG. 1) som utvecklades oberoende av teamet, och fick en pulsad laser utgång med en medeleffekt på 11,78W, en pulsbredd på 245 fs och en enkelpulsenergi på 0,14μJ vid 72 W pumptid.Bredden på utgångspulsen och variationen av intrakavitetsläget överensstämmer väl med simuleringsresultaten.
FIKON.2 Schematiskt diagram över resonanshåligheten hos Kerr-linsen lägeslåsta Yb:YAG waferlaser som användes i experimentet
För att förbättra laserns uteffekt ökade forskargruppen krökningsradien för fokusspegeln och finjusterade Kerr-medeltjockleken och andra ordningens spridning.När pumpeffekten var inställd på 94 W ökades den genomsnittliga uteffekten till 22,33 W, och pulsbredden var 394 fs och enkelpulsenergin var 0,28 μJ.
För att ytterligare öka uteffekten kommer forskargruppen att ytterligare öka krökningsradien för det fokuserade konkava spegelparet, samtidigt som resonatorn placeras i en lågvakuumsluten miljö för att minska påverkan av luftstörningar och luftspridning.
Posttid: 15 aug 2023