Modus vergrendelde plaatlaser, power high energie ultrasnelle laser

High Power femtosecondelaserHeeft een geweldige applicatiewaarde in wetenschappelijk onderzoek en industriële gebieden zoals het genereren van Terahertz, attoseconde pulsgeneratie en optische frequentiekam.Mod-locked lasersGebaseerd op traditionele block-gain media worden beperkt door thermisch lenseffect bij hoog vermogen, en momenteel is het maximale uitgangsvermogen ongeveer 20 W.

Dunne plaat laser gebruikt multi-pass pompstructuur om depomplichttot het velversterkingsmedium met een dikte van 100 micron voor de absorptie van hoge efficiënte pomp. Het extreem dunne versterkingsmedium gecombineerd met backcooling -technologie vermindert de invloed van het thermische lenseffect en het niet -lineair effect aanzienlijk en kan femtoseconde -pulsuitgang met een hoger vermogen bereiken.
Wafer-oscillatoren gecombineerd met KERR-lens-modus-vergrendelingstechnologie zijn het belangrijkste middel om een ​​hoge gemiddelde vermogenslaseruitgang te verkrijgen met pulsbreedte in de volgorde van femtoseconde.

Fig. 1 (a) 72 Optisch structuurdiagram en (b) Fysiekdiagram van de pompmodule

Een team van onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen ontwierp en bouwde een KERR-lensmodus-vergrendelde laser op basis van de zelf ontwikkelde 72-weg pompmodule, en ontwikkelde een KERR-lens-vergrendelde laser met het hoogste gemiddelde vermogen en enkele pulsenergie in China.
Gebaseerd op het principe van Kerr Lens-modusvergrendeling en de iteratieve berekening van ABCD-matrix, analyseerde het onderzoeksteam eerst de modus-vergrendelingstheorie van de dunne plaat Kerr Lens-modus-vergrendelingslaser, gesimuleerd de modusveranderingen in de resonator tijdens de modus-locking-werking en continu-werking en continu-bewerking en continu-bewerking en continu-bewerking.

Vervolgens, geleid door het ontwerpprincipe, ontwierp en bouwde het onderzoeksteam een ​​KERR-lens-modus-vergrendelde resonator (Fig. 2) op basis van de 72-wegen pompmodule (Fig.1) onafhankelijk ontwikkeld door het team, en verkregen een gepulseerde laseroutput met een gemiddeld vermogen van 11,78 W, een puls breedte van 245 fs en een enkele pulsergie van 0,14μJ op 72 W pompstip. De breedte van de uitgangspuls en de variatie van de intracavity -modus zijn in goede overeenstemming met de simulatieresultaten.

Fig. 2 Schematisch diagram van de resonerende holte van de Kerr-lens-modus-vergrendelde YB: YAG Wafer Laser gebruikt in het experiment

Om de uitgangskracht van de laser te verbeteren, verhoogde het onderzoeksteam de krommingstraal van de focusgerechte spiegel en stelde de dispersie van de Kerr gemiddelde dikte en tweede-orde af. Toen het pompvermogen werd ingesteld op 94 W, werd het gemiddelde uitgangsvermogen verhoogd tot 22,33 W en was de pulsbreedte 394 FS en was de enkele pulsenergie 0,28 μJ.

Om het outputvermogen verder te vergroten, zal het onderzoeksteam de krommingstraal van het gerichte concave spiegelpaar verder verhogen, terwijl de resonator in een lage vacuüm gesloten omgeving wordt geplaatst om de invloed van luchtstoornissen en luchtverspreiding te verminderen.