Femtosegon d'alta potèncialàserté un gran valor d'aplicació en la investigació científica i en camps industrials com la generació de terahertzs, la generació d'impulsos d'attosegons i el pentinat de freqüència òptica.Làsers bloquejats per modulacióEls basats en suports tradicionals de guany de bloc estan limitats per l'efecte de lent tèrmica a alta potència, i actualment la potència màxima de sortida és d'uns 20 W.
El làser de làmina fina utilitza una estructura de bomba de pas múltiple per reflectir elllum de la bombaal medi de guany de làmina amb un gruix de 100 micres per a una absorció de la bomba d'alta eficiència. El medi de guany extremadament prim combinat amb la tecnologia de refredament posterior redueix considerablement la influència de l'efecte de lent tèrmica i l'efecte no lineal, i pot aconseguir una sortida d'impulsos de femtosegons de major potència.
Els oscil·ladors de làmines combinats amb la tecnologia de bloqueig de mode de lent Kerr són el principal mitjà per obtenir una sortida làser d'alta potència mitjana amb una amplada de pols de l'ordre de femtosegons.
FIG. 1 (a) Diagrama de l'estructura òptica 72 i (b) diagrama físic del mòdul de bombament
Un equip d'investigadors de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències va dissenyar i construir un làser de làmina amb bloqueig de mode de lent Kerr basat en el mòdul de bomba de 72 vies de desenvolupament propi, i va desenvolupar un làser de làmina amb bloqueig de mode de lent Kerr amb la potència mitjana i l'energia d'un sol pols més altes de la Xina.
Basant-se en el principi del bloqueig de mode de la lent de Kerr i el càlcul iteratiu de la matriu ABCD, l'equip de recerca va analitzar primer la teoria del bloqueig de mode del làser de bloqueig de mode de la lent de Kerr de placa fina, va simular els canvis de mode al ressonador durant l'operació de bloqueig de mode i l'operació contínua, i va confirmar que el radi del mode de la cavitat al diafragma dur es reduirà en més d'un 7% després del bloqueig de mode.
Posteriorment, guiats pel principi de disseny, l'equip de recerca va dissenyar i construir un ressonador de mode bloquejat de lent de Kerr (FIG. 2) basat en el mòdul de bombament de 72 vies (FIG. 1) desenvolupat independentment per l'equip, i va obtenir una sortida làser polsada amb una potència mitjana d'11,78 W, una amplada de pols de 245 fs i una energia de pols únic de 0,14 μJ a un temps de bombament de 72 W. L'amplada de l'pols de sortida i la variació del mode intracavitat concorden amb els resultats de la simulació.
FIG. 2 Diagrama esquemàtic de la cavitat ressonant del làser de làmines Yb:YAG amb bloqueig de mode de lent de Kerr utilitzat a l'experiment
Per tal de millorar la potència de sortida del làser, l'equip de recerca va augmentar el radi de curvatura del mirall d'enfocament i va ajustar el gruix del medi Kerr i la dispersió de segon ordre. Quan la potència de la bomba es va establir a 94 W, la potència de sortida mitjana va augmentar a 22,33 W, i l'amplada del pols va ser de 394 fs i l'energia d'un sol pols va ser de 0,28 μJ.
Per augmentar encara més la potència de sortida, l'equip de recerca augmentarà encara més el radi de curvatura del parell de miralls còncaus enfocats, alhora que col·locarà el ressonador en un entorn tancat de baix buit per reduir la influència de la pertorbació de l'aire i la dispersió de l'aire.
Data de publicació: 15 d'agost de 2023