Femtossegundo de alta potêncialasertem grande valor de aplicação em pesquisas científicas e campos industriais, como geração de terahertz, geração de pulso de attosegundo e pente de frequência óptica.Lasers bloqueados por modbaseados em mídia tradicional de ganho de bloco são limitados pelo efeito de lente térmica em alta potência e atualmente a potência máxima de saída é de cerca de 20 W.
O laser de chapa fina usa estrutura de bomba multipassagem para refletir oluz da bombaao meio de ganho de folha com espessura de 100 mícrons para absorção de bomba de alta eficiência.O meio de ganho extremamente fino combinado com a tecnologia de backcooling reduz muito a influência do efeito de lente térmica e do efeito não linear, e pode alcançar saída de pulso de femtosegundo de maior potência.
Osciladores wafer combinados com a tecnologia de bloqueio de modo de lente Kerr são os principais meios para obter saída de laser de alta potência média com largura de pulso na ordem de femtosegundo.
FIGO.1 (a) diagrama de estrutura óptica 72 e (b) diagrama físico do módulo de bomba
Uma equipe de pesquisadores da Academia Chinesa de Ciências projetou e construiu um laser de folha com modo bloqueado de lente Kerr com base no módulo de bomba de 72 vias desenvolvido pela própria empresa e desenvolveu um laser de folha com modo bloqueado de lente Kerr com a maior potência média e único energia de pulso na China.
Com base no princípio de bloqueio de modo de lente Kerr e no cálculo iterativo da matriz ABCD, a equipe de pesquisa primeiro analisou a teoria de bloqueio de modo do laser de bloqueio de modo de lente Kerr de placa fina, simulou as mudanças de modo no ressonador durante a operação de bloqueio de modo e operação contínua, e confirmou que o raio do modo de cavidade no diafragma rígido será reduzido em mais de 7% após o bloqueio de modo.
Posteriormente, guiada pelo princípio de design, a equipe de pesquisa projetou e construiu um ressonador de lente Kerr com modo bloqueado (FIG. 2) baseado no módulo de bomba de 72 vias (FIG.1) desenvolvido independentemente pela equipe, e obteve um laser pulsado saída com potência média de 11,78 W, largura de pulso de 245 fs e energia de pulso único de 0,14 μJ com tempo de bombeamento de 72 W.A largura do pulso de saída e a variação do modo intracavitário estão de acordo com os resultados da simulação.
FIGO.2 Diagrama esquemático da cavidade ressonante do laser wafer Yb:YAG com modo bloqueado de lente Kerr usado no experimento
A fim de melhorar a potência de saída do laser, a equipe de pesquisa aumentou o raio de curvatura do espelho de foco e ajustou a espessura média Kerr e a dispersão de segunda ordem.Quando a potência da bomba foi ajustada para 94 W, a potência média de saída foi aumentada para 22,33 W, e a largura do pulso foi de 394 fs e a energia do pulso único foi de 0,28 μJ.
Para aumentar ainda mais a potência de saída, a equipe de pesquisa aumentará ainda mais o raio de curvatura do par de espelhos côncavos focados, enquanto colocará o ressonador em um ambiente fechado de baixo vácuo para reduzir a influência da perturbação e dispersão do ar.
Horário da postagem: 15 de agosto de 2023