Optisk vägdesign för 66-femtosekunderlägeslåst laser
Denna 66-femtosekunders modlåsta laser är en linjär kavitetshelpolarisationsbibehållande ytterbiumdopad fiberlaser med en icke-reciprok fasskiftare. Den uppnår modlåsning vid grundfrekvensen 147 MHz. Genom att justera avståndet mellan gittren erhålls en spektralbredd på 39,8 nm och en pulsbredd på 66 fs efter extern kompression. Vid hög pumpeffekt uppnås andra och tredje ordningens harmonisk modlåsning med repetitionsfrekvenser på 294,1 MHz och 442,3 MHz.
Beskrivning av optisk väg:
Resonatorn består av de spatiala optiska delarna på båda sidor och den polarisationsbibehållande fiberdelen i mitten. Den vänstra spatiala delen inkluderar en totalreflektionsspegel (M1), en λ/8-vågplatta (EWP) och en Faraday-rotator (FR). Kombinationen av EWP och FR kan användas som en icke-reciprok fasskiftare, vilket ger icke-reciprok fasförspänning, vilket förbättrar självstartsförmågan. Fiberdelen består av en anpassad integrerad våglängdsmultiplexerings-kollimator (WDM-Collimator), 62 cm ytterbiumdopad polarisationsbibehållande fiber (Yb401-PM, CORACTIVE) och en optisk fiberkollimator (Col). Förstärkningsfibern pumpas av en single-mode 976 nm laserdiod (LD) med en maximal pumpeffekt på 1,4 W. Den högra rumsliga delen består av en halvvågsplatta (HWP), en polarisationsstråldelare (PBS), ett gitterpar (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) och en totalreflektionsspegel (M2). Transmissionsgitterparet med en linjetäthet på 1000 linjer/mm ger kompensation för dispersion inom kaviteten. Avståndet mellan de två gittren kan justeras med ett steg. Det fria utrymmet från kollimatorn till de två reflektionsspeglarna på båda sidor är 5,5 cm respektive 6,5 cm.lasermatar ut pulser på ett linjärt polariserat sätt från PBS.
Arbetsprincip:
Den initiala normaliserade pulsen som sänds genom intrakavitetsslingan börjar från PBS och sänds till M1. Initialt kommer högtrycksarmaturen (HWP) att sönderdela pulsen i två ortogonala komponenter, och sedan gå in i den polarisationsbevarande optiska fibern och fortplanta sig längs de snabba och långsamma axlarna. Intensitetsförhållandet mellan pulserna längs de två ortogonala axlarna bestäms av rotationsvinkeln (θh) hos högtrycksarmaturen. Under fortplantningen inom den optiska fibern, på grund av ickelinjära effekter, kommer den asymmetriska intensiteten hos de ortogonala polariserade pulserna att orsaka intensitetsrelaterade ickelinjära fasförskjutningar. Ändspegeln M1 gör det möjligt för de ortogonala pulserna att passera genom fasförskjutaren två gånger och återvända till den polarisationsbevarande optiska fibern. De ortogonala pulserna får en icke-reciprok π/2 fasförskjutning och utbyter den optiska fortplantningsaxeln. Grupphastighetsmissmatchningen mellan de ortogonala polariserade pulserna leder till kompensation av avvikelseeffekten. Slutligen ackumulerar pulsen olika ickelinjära fasförskjutningar och utsätts för interferens vid PBS. Som polarisator tillåter PBS lämpliga polarisationstillståndspulser att passera igenom, medan resten reflekteras ut ur kaviteten. Denna process fungerar som en artificiell mättnadsbar absorbator i denna linjära kavitet.optisk laserNär gitterparavståndet ytterligare reduceras till 3,2 mm blir spektrumets vänstra kant betydligt brantare. Vid denna tidpunkt är kavitetsnettodispersionen positiv, och den maximala enpulsenergin på 3,57 nJ erhålls. Pulsens självkorrelationskurva som erhålls genom extern kompression av pulsen med den bredaste spektralbredden på 39,8 nm anpassas med en Gaussisk funktion, som är 66 fs.
Publiceringstid: 25 februari 2026