उच्च शक्ती फेमटोसेकंदलेझरटेराहेर्ट्झ निर्मिती, अॅटोसेकंद पल्स निर्मिती आणि ऑप्टिकल फ्रिक्वेन्सी कॉम्ब यांसारख्या वैज्ञानिक संशोधन आणि औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये याचे मोठे उपयोजन मूल्य आहे.मॉड-लॉक केलेले लेझरपारंपारिक ब्लॉक-गेन मीडियावर आधारित उपकरणे उच्च पॉवरवर थर्मल लेन्सिंग इफेक्टमुळे मर्यादित असतात आणि सध्या कमाल आउटपुट पॉवर सुमारे 20 W आहे.
थिन शीट लेझर परावर्तित करण्यासाठी मल्टी-पास पंप संरचनेचा वापर करतो.पंप लाईटउच्च कार्यक्षमतेने पंप शोषणासाठी १०० मायक्रॉन जाडीच्या शीट गेन माध्यमाचा वापर केला जातो. अत्यंत पातळ गेन माध्यम आणि बॅककूलिंग तंत्रज्ञानाच्या संयोगामुळे थर्मल लेन्स इफेक्ट आणि नॉनलाइनर इफेक्टचा प्रभाव मोठ्या प्रमाणात कमी होतो, आणि उच्च शक्तीचे फेमटोसेकंद पल्स आउटपुट मिळवता येते.
फेमटोसेकंदाच्या श्रेणीतील पल्स रुंदीसह उच्च सरासरी शक्तीचे लेझर आउटपुट मिळवण्यासाठी, केर लेन्स मोड-लॉकिंग तंत्रज्ञानासह एकत्रित केलेले वेफर ऑसिलेटर हे मुख्य साधन आहे.
आकृती १ (अ) ऑप्टिकल संरचना आकृती आणि (ब) पंप मॉड्यूलची भौतिक आकृती
चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेसच्या संशोधकांच्या एका टीमने स्व-विकसित 72-वे पंप मॉड्यूलवर आधारित केर लेन्स मोड-लॉक्ड शीट लेझरची रचना व निर्मिती केली आणि चीनमधील सर्वाधिक सरासरी शक्ती आणि एकल पल्स ऊर्जा असलेला केर लेन्स मोड-लॉक्ड शीट लेझर विकसित केला.
केर लेन्स मोड-लॉकिंगच्या तत्त्वावर आणि ABCD मॅट्रिक्सच्या पुनरावृत्ती गणनेवर आधारित, संशोधन संघाने प्रथम पातळ प्लेट केर लेन्स मोड-लॉकिंग लेसरच्या मोड-लॉकिंग सिद्धांताचे विश्लेषण केले, मोड-लॉकिंग ऑपरेशन आणि सतत ऑपरेशन दरम्यान रेझोनेटरमधील मोड बदलांचे सिम्युलेशन केले आणि पुष्टी केली की मोड-लॉकिंगनंतर हार्ड डायफ्रामवरील कॅव्हिटी मोड त्रिज्या 7% पेक्षा जास्त कमी होईल.
त्यानंतर, डिझाइन तत्त्वाच्या मार्गदर्शनाखाली, संशोधन संघाने स्वतंत्रपणे विकसित केलेल्या ७२-मार्गी पंप मॉड्यूलवर (आकृती १) आधारित एक केर लेन्स मोड-लॉक्ड रेझोनेटर (आकृती २) डिझाइन करून तयार केला आणि ७२ वॅट पंपिंग वेळेत ११.७८ वॅट सरासरी शक्ती, २४५ फेमटोसेकंद पल्स रुंदी आणि ०.१४ मायक्रोजूल एकल पल्स ऊर्जा असलेले पल्स्ड लेझर आउटपुट मिळवले. आउटपुट पल्सची रुंदी आणि इंट्रॅकेव्हिटी मोडमधील बदल हे सिम्युलेशन परिणामांशी चांगले जुळतात.
आकृती २ प्रयोगात वापरलेल्या केर लेन्स मोड-लॉक्ड Yb:YAG वेफर लेसरच्या अनुनादी पोकळीची योजनाबद्ध आकृती.
लेझरची आउटपुट पॉवर सुधारण्यासाठी, संशोधन संघाने फोकसिंग मिररची वक्रता त्रिज्या वाढवली आणि केर माध्यमाची जाडी व द्वितीय-श्रेणी विक्षेपण (सेकंड-ऑर्डर डिस्पर्शन) सूक्ष्मपणे समायोजित केले. जेव्हा पंप पॉवर ९४ वॅटवर सेट केली गेली, तेव्हा सरासरी आउटपुट पॉवर २२.३३ वॅटपर्यंत वाढली, पल्सची रुंदी ३९४ फेमटोसेकंद (fs) होती आणि एकल पल्स ऊर्जा ०.२८ मायक्रोजूल (μJ) होती.
आउटपुट पॉवर आणखी वाढवण्यासाठी, संशोधक संघ केंद्रित अंतर्वक्र आरशांच्या जोडीच्या वक्रता त्रिज्येमध्ये आणखी वाढ करेल, तसेच हवेचा अडथळा आणि हवेच्या विखुरण्याचा प्रभाव कमी करण्यासाठी रेझोनेटरला कमी निर्वात असलेल्या बंद वातावरणात ठेवेल.
पोस्ट करण्याची वेळ: १५ ऑगस्ट २०२३