Nagy teljesítményű femtoszekundumlézernagy alkalmazási értéke van a tudományos kutatásban és az ipari területeken, mint például a terahertz-generálás, az attoszekundumos impulzusgenerálás és az optikai frekvenciafésű.Mod-lock lézereka hagyományos blokkerősítésű médiákra épülő hőlencse hatás korlátozza nagy teljesítményen, és jelenleg a maximális kimeneti teljesítmény körülbelül 20 W.
A vékonylemezes lézer többjáratú szivattyúszerkezetet használ, hogy tükrözze aszivattyú fénye100 mikron vastagságú laperősítő közeghez a nagy hatékonyságú szivattyúabszorpció érdekében. A rendkívül vékony erősítőközeg a visszahűtési technológiával kombinálva nagymértékben csökkenti a termikus lencsehatás és a nemlineáris hatás hatását, és nagyobb teljesítményű femtoszekundumos impulzusteljesítményt érhet el.
A Kerr lencsemód-rögzítési technológiával kombinált wafer oszcillátorok jelentik a fő eszközt a nagy átlagos teljesítményű lézerteljesítmény elérésére femtoszekundumos nagyságrendű impulzusszélességgel.
FÜGE. 1 (a) 72 optikai szerkezeti diagram és (b) a szivattyúmodul fizikai diagramja
A Kínai Tudományos Akadémia kutatóiból álló csapat megtervezte és megépítette a saját fejlesztésű 72 utas pumpás modulon alapuló Kerr lencsemód-zárású laplézert, és kifejlesztett egy Kerr lencsemód-zárású laplézert, amely a legnagyobb átlagos teljesítményű és egyszeri. impulzusenergia Kínában.
A Kerr lencsemód-reteszelés elve és az ABCD mátrix iteratív számítása alapján a kutatócsoport először elemezte a vékonylemezes Kerr lencsemód-reteszelő lézer mód-reteszelés elméletét, szimulálta a rezonátor módusváltozásait a mód-zárás működése közben. és folyamatos működés, és megerősítette, hogy az üreg üzemmód sugara a kemény membránnál több mint 7%-kal csökken az üzemmód zárolása után.
Ezt követően a tervezési elvtől vezérelve a kutatócsoport megtervezte és megépítette a Kerr lencsemód-zárolt rezonátort (2. ÁBRA), amely a csapat által önállóan kifejlesztett 72 utas pumpamodulon (1. ÁBRA) alapul, és impulzuslézert kapott. kimenet 11,78 W átlagos teljesítménnyel, 245 fs impulzusszélességgel és 0,14 μJ egyetlen impulzusenergiával 72 W szivattyúzási idő mellett. A kimeneti impulzus szélessége és az intracavity mód variációja jó összhangban van a szimulációs eredményekkel.
FÜGE. 2 A kísérletben használt Kerr lencsemód-zárású Yb:YAG waferlézer rezonancia üregének sematikus diagramja
A lézer kimeneti teljesítményének javítása érdekében a kutatócsoport megnövelte a fókuszáló tükör görbületi sugarát, és finomította a Kerr közepes vastagságát és másodrendű diszperzióját. Amikor a szivattyú teljesítményét 94 W-ra állítottuk, az átlagos kimeneti teljesítmény 22,33 W-ra nőtt, az impulzus szélessége 394 fs, az egyetlen impulzus energia pedig 0,28 μJ volt.
A kimenő teljesítmény további növelése érdekében a kutatócsoport tovább növeli a fókuszált homorú tükörpár görbületi sugarát, miközben a rezonátort alacsony vákuumú zárt környezetbe helyezi, hogy csökkentse a levegő zavarásának és a levegő diszperziójának hatását.
Feladás időpontja: 2023. augusztus 15