Heechkrêftige femtosekondelaserhat grutte tapassingswearde yn wittenskiplik ûndersyk en yndustriële fjilden lykas terahertz-generaasje, attosekonde-pulsgeneraasje en optyske frekwinsjekam.Mod-locked lasersbasearre op tradisjonele blok-gain media wurde beheind troch termysk lenseffekt by heech fermogen, en op it stuit is it maksimale útfierfermogen sawat 20 W.
Tinne plaatlaser brûkt multi-pass pompstruktuer om depompljochtoan it plaatfersterkingsmedium mei in dikte fan 100 mikron foar hege effisjinsje pompabsorpsje. It ekstreem tinne fersterkingsmedium yn kombinaasje mei efterkoeltechnology ferminderet de ynfloed fan termyske lenseffekt en net-lineaire effekt sterk, en kin in femtosekonde pulsútfier mei hegere krêft berikke.
Wafer-oscillatoren yn kombinaasje mei Kerr-lensmodus-fergrendelingstechnology binne de wichtichste middelen om laserútfier mei hege gemiddelde krêft te krijen mei in pulsbreedte yn 'e oarder fan femtosekonden.
FIG. 1 (a) 72 optysk struktuerdiagram en (b) fysyk diagram fan 'e pompmodule
In team fan ûndersikers fan 'e Sineeske Akademy fan Wittenskippen ûntwurp en boude in Kerr-lensmodus-beskoattele plaatlaser basearre op 'e selsûntwikkele 72-weg pompmodule, en ûntwikkele in Kerr-lensmodus-beskoattele plaatlaser mei it heechste gemiddelde fermogen en ienmalige pulsenerzjy yn Sina.
Basearre op it prinsipe fan Kerr-lensmodusfergrendeling en de iterative berekkening fan 'e ABCD-matrix, analysearre it ûndersyksteam earst de modusfergrendelingsteory fan 'e tinne plaat Kerr-lensmodusfergrendelingslaser, simulearre de modusferoarings yn 'e resonator tidens modusfergrendelingsoperaasje en trochgeande operaasje, en befêstige dat de holtemodusradius by it hurde diafragma mei mear as 7% fermindere wurdt nei modusfergrendeling.
Dêrnei, laat troch it ûntwerpprinsipe, ûntwurp en boude it ûndersyksteam in Kerr-lensmodus-beskoattele resonator (FIG. 2) basearre op 'e 72-weg pompmodule (FIG. 1) dy't ûnôfhinklik troch it team ûntwikkele wie, en krige in pulsearre laserútfier mei in gemiddelde krêft fan 11,78 W, in pulsbreedte fan 245 fs en in inkele pulsenerzjy fan 0,14 μJ by in pomptiid fan 72 W. De breedte fan 'e útfierpuls en de fariaasje fan 'e intrakavitymodus binne yn goede oerienkomst mei de simulaasjeresultaten.
FIG. 2 Skematysk diagram fan 'e resonante holte fan 'e Kerr-lensmodus-beskoattele Yb:YAG-waferlaser dy't yn it eksperimint brûkt wurdt
Om it útfierfermogen fan 'e laser te ferbetterjen, fergrutte it ûndersyksteam de krommingsradius fan 'e fokusspegel, en ferfine de dikte fan it Kerr-medium en de twadde-oarderfersprieding. Doe't it pompfermogen ynsteld waard op 94 W, waard it gemiddelde útfierfermogen ferhege nei 22,33 W, en de pulsbreedte wie 394 fs en de enerzjy fan 'e ienige puls wie 0,28 μJ.
Om it útfierfermogen fierder te ferheegjen, sil it ûndersyksteam de krommingsradius fan it fokussearre konkave spegelpear fierder fergrutsje, wylst de resonator yn in sletten omjouwing mei leech fakuüm pleatst wurdt om de ynfloed fan loftfersteuring en loftfersprieding te ferminderjen.
Pleatsingstiid: 15 augustus 2023