मोड-लॉक केलेले शीट लेसर, पॉवर हाय एनर्जी अल्ट्राफास्ट लेसर

उच्च शक्ती femtosecondलेसरवैज्ञानिक संशोधन आणि औद्योगिक क्षेत्रात जसे की टेराहर्ट्झ जनरेशन, ॲटोसेकंड पल्स जनरेशन आणि ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कॉम्ब यांसारख्या क्षेत्रात उत्तम उपयोग मूल्य आहे.मॉड-लॉक केलेले लेसरपारंपारिक ब्लॉक-गेन मीडियावर आधारित उच्च पॉवरवर थर्मल लेन्सिंग प्रभावाने मर्यादित आहेत आणि सध्या कमाल आउटपुट पॉवर सुमारे 20 W आहे.

परावर्तित करण्यासाठी पातळ शीट लेसर मल्टी-पास पंप संरचना वापरतेपंप प्रकाशउच्च कार्यक्षमतेच्या पंप शोषणासाठी 100 मायक्रॉनच्या जाडीसह शीटला मध्यम मिळवा. बॅककूलिंग तंत्रज्ञानासह एकत्रित केलेले अत्यंत पातळ गेन माध्यम थर्मल लेन्स प्रभाव आणि नॉनलाइनर इफेक्टचा प्रभाव मोठ्या प्रमाणात कमी करते आणि उच्च पॉवर फेमटोसेकंद पल्स आउटपुट प्राप्त करू शकते.
केर लेन्स मोड-लॉकिंग तंत्रज्ञानासह एकत्रित केलेले वेफर ऑसिलेटर हे फेमटोसेकंदच्या क्रमाने पल्स रुंदीसह उच्च सरासरी पॉवर लेसर आउटपुट मिळविण्याचे मुख्य माध्यम आहेत.

अंजीर. 1 (a) 72 ऑप्टिकल संरचना आकृती आणि (b) पंप मॉड्यूलचे भौतिक आकृती

चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या संशोधकांच्या टीमने स्वयं-विकसित 72-वे पंप मॉड्यूलवर आधारित केर लेन्स मोड-लॉक केलेले शीट लेसर डिझाइन केले आणि तयार केले आणि सर्वाधिक सरासरी पॉवर आणि सिंगल केर लेन्स मोड-लॉक केलेले शीट लेसर विकसित केले. चीन मध्ये नाडी ऊर्जा.
केर लेन्स मोड-लॉकिंगच्या तत्त्वावर आणि ABCD मॅट्रिक्सच्या पुनरावृत्तीच्या गणनेवर आधारित, संशोधन संघाने प्रथम पातळ प्लेट केर लेन्स मोड-लॉकिंग लेसरच्या मोड-लॉकिंग सिद्धांताचे विश्लेषण केले, मोड-लॉकिंग ऑपरेशन दरम्यान रेझोनेटरमधील मोड बदलांचे अनुकरण केले. आणि सतत ऑपरेशन, आणि पुष्टी केली की हार्ड डायाफ्रामवरील पोकळी मोड त्रिज्या मोड-लॉकिंगनंतर 7% पेक्षा जास्त कमी होईल.

त्यानंतर, डिझाइनच्या तत्त्वानुसार, संशोधन कार्यसंघाने स्वतंत्रपणे विकसित केलेल्या 72-वे पंप मॉड्यूल (FIG.1) वर आधारित केर लेन्स मोड-लॉक रेझोनेटर (FIG. 2) डिझाइन आणि तयार केले आणि एक स्पंदित लेसर प्राप्त केले. 11.78W च्या सरासरी पॉवरसह आउटपुट, 245 fs ची पल्स रुंदी आणि 72 W पंपिंग वेळेत 0.14μJ ची सिंगल पल्स एनर्जी. आउटपुट पल्सची रुंदी आणि इंट्राकॅव्हिटी मोडची भिन्नता सिम्युलेशन परिणामांशी चांगल्या प्रकारे सहमत आहे.

अंजीर. 2 केर लेन्स मोड-लॉक केलेल्या Yb:YAG वेफर लेसरच्या रेझोनंट कॅव्हिटीचे योजनाबद्ध आकृती प्रयोगात वापरले

लेसरची आउटपुट पॉवर सुधारण्यासाठी, संशोधन टीमने फोकस करणाऱ्या आरशाची वक्रता त्रिज्या वाढवली आणि केर मध्यम जाडी आणि द्वितीय-क्रमाचे फैलाव चांगले केले. जेव्हा पंप पॉवर 94 W वर सेट केली गेली तेव्हा सरासरी आउटपुट पॉवर 22.33 W पर्यंत वाढवली गेली आणि पल्स रुंदी 394 fs होती आणि सिंगल पल्स एनर्जी 0.28 μJ होती.

आउटपुट पॉवर आणखी वाढवण्यासाठी, रिझोनेटर कमी व्हॅक्यूम बंद वातावरणात ठेवताना, हवेचा त्रास आणि हवेच्या फैलावाचा प्रभाव कमी करण्यासाठी संशोधन संघ फोकस केलेल्या अवतल आरशाच्या जोडीची वक्रता त्रिज्या आणखी वाढवेल.