Optisch padontwerp van de 66-femtosecondemode-locked laser
Deze 66-femtoseconde mode-locked laser is een lineaire caviteitslaser met volledig polarisatiebehoudende, met ytterbium gedoteerde vezel en een niet-reciproke faseschuiver. Hij bereikt een fundamentele frequentie van 147 MHz voor mode-locking. Door de afstand tussen de roosters aan te passen, worden een spectrale breedte van 39,8 nm en een pulsbreedte van 66 fs na externe compressie verkregen. Bij een hoog pompvermogen wordt tweede- en derde-orde harmonische mode-locking bereikt met herhalingsfrequenties van respectievelijk 294,1 MHz en 442,3 MHz.
Beschrijving van het optische pad:
De resonator bestaat uit de ruimtelijke optische delen aan beide zijden en het polarisatiebehoudende vezelgedeelte in het midden. Het linker ruimtelijke deel omvat een totale reflectiespiegel (M1), een λ/8-golfplaat (EWP) en een Faraday-rotator (FR). De combinatie van EWP en FR kan worden gebruikt als een niet-reciproke faseverschuiver, die een niet-reciproke fasebias levert en daarmee het zelfstartvermogen verbetert. Het vezelgedeelte bestaat uit een op maat gemaakte WDM-collimator (Wavelength Division Multiplexing – Collimator), een 62 cm lange, met ytterbium gedoteerde polarisatiebehoudende vezel (Yb401-PM, CORACTIVE) en een optische vezelcollimator (Col). De versterkingsvezel wordt gepompt door een single-mode 976 nm laserdiode (LD) met een maximaal pompvermogen van 1,4 W. Het rechter ruimtelijke deel bestaat uit een halfgolfplaat (HWP), een polarisatiebundelsplitser (PBS), een roosterpaar (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) en een totale reflectiespiegel (M2). Het transmissieroosterpaar met een lijndichtheid van 1000 lijnen/mm zorgt voor compensatie van de intracaviteitdispersie. De afstand tussen de twee roosters kan worden aangepast met een stage. De vrije ruimte tussen de collimator en de twee reflectiespiegels aan beide zijden bedraagt respectievelijk 5,5 cm en 6,5 cm.laserDe polariserende bundelsplitser (PBS) zendt lineair gepolariseerde pulsen uit.
Werkingsprincipe:
De aanvankelijk genormaliseerde puls die door de intracavitaire lus wordt gestuurd, begint bij de polarisatiesplitser (PBS) en wordt naar spiegel M1 gestuurd. De halfgolfplaat (HWP) splitst de puls eerst op in twee orthogonale componenten, die vervolgens de polarisatiebehoudende optische vezel binnengaan en zich voortplanten langs de snelle en langzame as. De intensiteitsverhouding van de pulsen langs de twee orthogonale assen wordt bepaald door de rotatiehoek (θh) van de HWP. Tijdens de voortplanting in de optische vezel veroorzaakt de asymmetrische intensiteit van de orthogonaal gepolariseerde pulsen, als gevolg van niet-lineaire effecten, intensiteitsgerelateerde niet-lineaire faseverschuivingen. De eindspiegel M1 zorgt ervoor dat de orthogonale pulsen tweemaal door de faseschuiver gaan en terugkeren naar de polarisatiebehoudende optische vezel. De orthogonale pulsen verkrijgen een niet-reciproke faseverschuiving van π/2 en wisselen van voortplantingsas. De mismatch in groepssnelheid tussen de orthogonaal gepolariseerde pulsen leidt tot compensatie van het afwijkingseffect. Uiteindelijk accumuleert de puls verschillende niet-lineaire faseverschuivingen en ondergaat interferentie bij de PBS. Als polarisator laat PBS de pulsen met de juiste polarisatietoestand door, terwijl de rest uit de holte wordt gereflecteerd. Dit proces fungeert als een kunstmatige verzadigbare absorber in deze lineaire holte.optische laserWanneer de afstand tussen de roosterparen verder wordt verkleind tot 3,2 mm, wordt de linkerrand van het spectrum aanzienlijk steiler. Op dat moment is de netto dispersie van de holte positief en wordt de maximale energie van een enkele puls van 3,57 nJ bereikt. Het puls-zelfcorrelatiespoor, verkregen door externe compressie van de puls met de breedste spectrale breedte van 39,8 nm, wordt gefit met een Gaussische functie, wat een tijdsinterval van 66 fs oplevert.
Geplaatst op: 25 februari 2026