Diseño de la trayectoria óptica del láser de bloqueo de modos de 66 femtosegundos

Diseño de la trayectoria óptica del 66 femtosegundoláser de modo bloqueado
Este láser de bloqueo de modos de 66 femtosegundos es un láser de fibra dopada con iterbio de cavidad lineal con mantenimiento de polarización y un desplazador de fase no recíproco. Alcanza un bloqueo de modos con una frecuencia fundamental de 147 MHz. Ajustando la distancia entre las rejillas, se obtiene un ancho espectral de 39,8 nm y un ancho de pulso de 66 fs tras la compresión externa. Con alta potencia de bombeo, se logra el bloqueo de modos armónicos de segundo y tercer orden con frecuencias de repetición de 294,1 MHz y 442,3 MHz.

Descripción de la trayectoria óptica:
El resonador consta de partes ópticas espaciales en ambos lados y una parte de fibra de mantenimiento de polarización en el centro. La parte espacial izquierda incluye un espejo de reflexión total (M1), una lámina de onda λ/8 (EWP) y un rotador de Faraday (FR). La combinación de EWP y FR puede utilizarse como un desplazador de fase no recíproco, proporcionando una polarización de fase no recíproca y, por lo tanto, mejorando la capacidad de autoarranque. La parte de fibra consta de un dispositivo integrado de multiplexación por división de longitud de onda con colimador (WDM-Collimator) personalizado, una fibra de mantenimiento de polarización dopada con iterbio de 62 cm (Yb401-PM, CORACTIVE) y un colimador de fibra óptica (Col). La fibra de ganancia es bombeada por un diodo láser (LD) monomodo de 976 nm con una potencia de bombeo máxima de 1,4 W. La parte espacial derecha consta de una placa de media onda (HWP), un divisor de haz polarizador (PBS), un par de rejillas (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) y un espejo de reflexión total (M2). El par de rejillas de transmisión con una densidad de líneas de 1000 líneas/mm proporciona compensación de dispersión intracavitaria. La distancia entre las dos rejillas se puede ajustar mediante una platina. La longitud del espacio libre desde el colimador hasta los dos espejos de reflexión en ambos lados es de 5,5 cm y 6,5 cm respectivamente.láserEl divisor de haz polarizante (PBS) emite pulsos de forma linealmente polarizada.
Principio de funcionamiento:
El pulso normalizado inicial transmitido a través del bucle intracavitario parte del divisor de haz polarizador (PBS) y se transmite a M1. Inicialmente, la placa de media onda (HWP) descompone el pulso en dos componentes ortogonales, que luego ingresan a la fibra óptica de preservación de polarización y se propagan a lo largo de los ejes rápido y lento. La relación de intensidad de los pulsos a lo largo de los dos ejes ortogonales está determinada por el ángulo de rotación (θh) de la HWP. Durante la propagación dentro de la fibra óptica, debido a efectos no lineales, la intensidad asimétrica de los pulsos polarizados ortogonalmente provoca desplazamientos de fase no lineales relacionados con la intensidad. El espejo final M1 permite que los pulsos ortogonales pasen dos veces a través del desfasador y regresen a la fibra óptica de preservación de polarización. Los pulsos ortogonales adquieren un desplazamiento de fase no recíproco de π/2 e intercambian el eje óptico de propagación. La diferencia en la velocidad de grupo entre los pulsos polarizados ortogonalmente compensa el efecto de desviación. Finalmente, el pulso acumula diferentes desplazamientos de fase no lineales y experimenta interferencia en el PBS. Como polarizador, el PBS permite el paso de los pulsos con el estado de polarización adecuado, mientras que el resto se refleja fuera de la cavidad. Este proceso actúa como un absorbedor saturable artificial en esta cavidad lineal.láser ópticoCuando la distancia entre pares de rejillas se reduce aún más a 3,2 mm, el borde izquierdo del espectro se vuelve significativamente más pronunciado. En este caso, la dispersión neta de la cavidad es positiva y se obtiene una energía máxima de pulso único de 3,57 nJ. La traza de autocorrelación del pulso obtenida mediante compresión externa del pulso con el ancho espectral más amplio de 39,8 nm se ajusta a una función gaussiana, que es de 66 fs.