६६-फेमटोसेकंद मोड-लॉक्ड लेसरच्या ऑप्टिकल पाथची रचना

६६-फेमटोसेकंदच्या ऑप्टिकल पाथ डिझाइनमोड-लॉक केलेला लेझर
हा ६६-फेमटोसेकंद मोड-लॉक्ड लेझर, नॉन-रेसिप्रोकल फेज शिफ्टर असलेला एक लिनियर कॅव्हिटी ऑल-पोलरायझेशन-मेन्टेनिंग यटरबियम-डोपड फायबर लेझर आहे. तो १४७ मेगाहर्ट्झ मूलभूत वारंवारतेचे मोड-लॉकिंग साध्य करतो. ग्रेटिंग्जमधील अंतर समायोजित करून, ३९.८ नॅनोमीटरची स्पेक्ट्रल रुंदी आणि बाह्य कॉम्प्रेशननंतर ६६ फेमटोसेकंदची पल्स रुंदी मिळवली जाते. उच्च पंप पॉवरवर, २९४.१ मेगाहर्ट्झ आणि ४४२.३ मेगाहर्ट्झच्या पुनरावृत्ती वारंवारतेसह द्वितीय-श्रेणी आणि तृतीय-श्रेणीचे हार्मोनिक मोड-लॉकिंग साध्य केले जाते.

प्रकाशीय मार्गाचे वर्णन:
रेझोनेटरमध्ये दोन्ही बाजूंना अवकाशीय ऑप्टिकल भाग आणि मध्यभागी ध्रुवीकरण-टिकवून ठेवणारा फायबर भाग असतो. डाव्या अवकाशीय भागात एक संपूर्ण परावर्तन आरसा (M1), एक λ/8 वेव्ह प्लेट (EWP), आणि एक फॅराडे रोटेटर (FR) यांचा समावेश आहे. EWP आणि FR यांचे संयोजन नॉन-रेसिप्रोकल फेज शिफ्टर म्हणून वापरले जाऊ शकते, जे नॉन-रेसिप्रोकल फेज बायस प्रदान करते, ज्यामुळे स्व-प्रारंभ क्षमता वाढते. फायबर भागात एक सानुकूलित वेव्हलेंथ डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सिंग – कॉलिमेटर (WDM-कॉलिमेटर) एकात्मिक उपकरण, ६२ सेमी यटरबियम-मिश्रित ध्रुवीकरण-टिकवून ठेवणारा फायबर (Yb401-PM, CORACTIVE), आणि एक ऑप्टिकल फायबर कॉलिमेटर (Col) यांचा समावेश असतो. गेन फायबरला १.४ वॅटच्या कमाल पंप पॉवरसह सिंगल-मोड ९७६ एनएम लेझर डायोड (LD) द्वारे पंप केले जाते. उजव्या अवकाशीय भागात हाफ-वेव्ह प्लेट (HWP), पोलरायझेशन बीम स्प्लिटर (PBS), ग्रेटिंग जोडी (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) आणि टोटल रिफ्लेक्शन मिरर (M2) यांचा समावेश आहे. १००० लाईन्स/मिमी लाइन डेन्सिटी असलेली ट्रान्समिशन ग्रेटिंग जोडी इंट्रा-कॅव्हिटी डिस्पर्शन कॉम्पेन्सेशन प्रदान करते. दोन ग्रेटिंग्जमधील अंतर एका स्टेजद्वारे समायोजित केले जाऊ शकते. कॉलिमेटरपासून दोन्ही बाजूंच्या दोन रिफ्लेक्शन मिरर्सपर्यंतची फ्री स्पेस लांबी अनुक्रमे ५.५ सेमी आणि ६.५ सेमी आहे.लेझरPBS मधून रेषीय ध्रुवीकृत पद्धतीने स्पंद बाहेर टाकले जातात.
कार्यप्रणाली:
इंट्राकॅव्हिटी लूपमधून प्रसारित होणारा प्रारंभिक नॉर्मलाइज्ड पल्स PBS पासून सुरू होतो आणि M1 कडे प्रसारित केला जातो. सुरुवातीला, HWP पल्सचे दोन ऑर्थोगोनल घटकांमध्ये विघटन करेल, आणि नंतर पोलरायझेशन-प्रिझर्विंग ऑप्टिकल फायबरमध्ये प्रवेश करून फास्ट आणि स्लो अक्षांवर प्रसारित होईल. दोन ऑर्थोगोनल अक्षांवरील पल्सच्या तीव्रतेचे गुणोत्तर HWP च्या रोटेशन अँगल (θh) द्वारे निर्धारित केले जाते. ऑप्टिकल फायबरमधील प्रसारणादरम्यान, नॉन-लिनियर परिणामांमुळे, ऑर्थोगोनल पोलरायझ्ड पल्सच्या असममित तीव्रतेमुळे तीव्रता-संबंधित नॉन-लिनियर फेज शिफ्ट्स निर्माण होतील. एंड मिरर M1 ऑर्थोगोनल पल्सना फेज शिफ्टरमधून दोनदा जाण्याची आणि पोलरायझेशन-प्रिझर्विंग ऑप्टिकल फायबरमध्ये परत येण्याची संधी देतो. ऑर्थोगोनल पल्स π/2 नॉन-रेसिप्रोकल फेज शिफ्ट प्राप्त करतात आणि प्रसारणाचा ऑप्टिकल अक्ष बदलतात. ऑर्थोगोनल पोलरायझ्ड पल्समधील ग्रुप वेलॉसिटीमधील तफावतीमुळे डेव्हिएशन परिणामाची भरपाई होते. शेवटी, पल्समध्ये विविध नॉन-लिनियर फेज शिफ्ट्स जमा होतात आणि PBS वर इंटरफेअरन्स होतो. ध्रुवीकरणक म्हणून, पीबीएस योग्य ध्रुवीकरण स्थितीच्या स्पंदांना आरपार जाऊ देते, तर बाकीचे स्पंद पोकळीच्या बाहेर परावर्तित होतात. ही प्रक्रिया या रेषीय पोकळीमध्ये कृत्रिम संतृप्त शोषकाची भूमिका बजावते.ऑप्टिकल लेझरजेव्हा ग्रेटिंग जोडीमधील अंतर आणखी कमी करून ३.२ मिमी केले जाते, तेव्हा स्पेक्ट्रमची डावी बाजू लक्षणीयरीत्या अधिक तीव्र होते. यावेळी, कॅव्हिटीचे निव्वळ डिस्पर्शन पॉझिटिव्ह असते आणि ३.५७ नॅनोजूल इतकी कमाल एकल-पल्स ऊर्जा प्राप्त होते. सर्वात जास्त ३९.८ नॅनोमीटर स्पेक्ट्रल रुंदी असलेल्या पल्सच्या बाह्य संपीडनाने मिळवलेला पल्स सेल्फ-कोरिलेशन ट्रेस हा ६६ फेमटोसेकंदच्या गॉसियन फंक्शनद्वारे फिट केला जातो.