Femtosegundo de alta potencialáserTiene un gran valor de aplicación en la investigación científica y en campos industriales como la generación de terahercios, la generación de pulsos de attosegundos y el peine de frecuencia óptica.Láseres bloqueados por modLos medios basados en medios tradicionales de ganancia de bloque están limitados por el efecto de lente térmica a alta potencia y actualmente la potencia de salida máxima es de aproximadamente 20 W.
El láser de lámina delgada utiliza una estructura de bomba de múltiples pasos para reflejar laluz de la bombaa la lámina gana medio con un espesor de 100 micras para una absorción de bomba de alta eficiencia.El medio de ganancia extremadamente delgado combinado con la tecnología de retroenfriamiento reduce en gran medida la influencia del efecto de lente térmica y el efecto no lineal, y puede lograr una salida de pulso de femtosegundo de mayor potencia.
Los osciladores de oblea combinados con la tecnología de bloqueo de modo de lente Kerr son el medio principal para obtener una salida láser de alta potencia promedio con un ancho de pulso del orden de femtosegundo.
HIGO.1 (a) 72 diagrama de estructura óptica y (b) diagrama físico del módulo de bomba
Un equipo de investigadores de la Academia de Ciencias de China diseñó y construyó un láser de hoja bloqueado en modo de lente Kerr basado en el módulo de bomba de 72 vías de desarrollo propio, y desarrolló un láser de hoja bloqueado en modo de lente Kerr con la potencia promedio más alta y un solo energía de pulso en China.
Basado en el principio de bloqueo de modo de la lente Kerr y el cálculo iterativo de la matriz ABCD, el equipo de investigación analizó primero la teoría de bloqueo de modo del láser de bloqueo de modo de lente Kerr de placa delgada y simuló los cambios de modo en el resonador durante la operación de bloqueo de modo. y operación continua, y confirmó que el radio del modo de cavidad en el diafragma duro se reducirá en más del 7% después del bloqueo del modo.
Posteriormente, guiados por el principio de diseño, el equipo de investigación diseñó y construyó un resonador bloqueado en modo de lente Kerr (FIG. 2) basado en el módulo de bomba de 72 vías (FIG.1) desarrollado independientemente por el equipo, y obtuvo un láser pulsado. salida con una potencia promedio de 11,78 W, un ancho de pulso de 245 fs y una energía de pulso único de 0,14 μJ con un tiempo de bombeo de 72 W.El ancho del pulso de salida y la variación del modo intracavidad concuerdan bien con los resultados de la simulación.
HIGO.2 Diagrama esquemático de la cavidad resonante del láser de oblea Yb:YAG con modo bloqueado de lente Kerr utilizado en el experimento
Para mejorar la potencia de salida del láser, el equipo de investigación aumentó el radio de curvatura del espejo de enfoque y ajustó el espesor medio de Kerr y la dispersión de segundo orden.Cuando la potencia de la bomba se configuró en 94 W, la potencia de salida promedio se incrementó a 22,33 W, el ancho del pulso fue de 394 fs y la energía del pulso único fue de 0,28 μJ.
Para aumentar aún más la potencia de salida, el equipo de investigación aumentará aún más el radio de curvatura del par de espejos cóncavos enfocados, mientras coloca el resonador en un ambiente cerrado de bajo vacío para reducir la influencia de las perturbaciones y la dispersión del aire.
Hora de publicación: 15 de agosto de 2023