Femtosecondo ad alta potenzalaserha un grande valore applicativo nella ricerca scientifica e in campi industriali come la generazione di terahertz, la generazione di impulsi ad attosecondi e il pettine di frequenza ottico.Laser bloccati dalla modbasati sui tradizionali mezzi a guadagno di blocco sono limitati dall'effetto di lente termica ad alta potenza e attualmente la potenza di uscita massima è di circa 20 W.
Il laser a lamiera sottile utilizza la struttura della pompa multi-pass per riflettere ilspia della pompaal foglio di guadagno medio con spessore di 100 micron per un assorbimento della pompa ad alta efficienza.Il mezzo di guadagno estremamente sottile combinato con la tecnologia di backcooling riduce notevolmente l'influenza dell'effetto della lente termica e dell'effetto non lineare e può ottenere un'uscita di impulsi al femtosecondo di potenza più elevata.
Gli oscillatori wafer combinati con la tecnologia di blocco della modalità delle lenti Kerr sono il mezzo principale per ottenere un'uscita laser ad alta potenza media con larghezza di impulso nell'ordine dei femtosecondi.
FICO.1 (a) diagramma della struttura ottica 72 e (b) diagramma fisico del modulo pompa
Un team di ricercatori dell'Accademia cinese delle scienze ha progettato e costruito un laser a fogli con modalità bloccata con lente Kerr basato sul modulo pompa a 72 vie sviluppato autonomamente e ha sviluppato un laser a fogli con modalità bloccata con lente Kerr con la potenza media più elevata e un singolo energia pulsata in Cina.
Basandosi sul principio del blocco della modalità della lente Kerr e sul calcolo iterativo della matrice ABCD, il gruppo di ricerca ha prima analizzato la teoria del blocco della modalità del laser con blocco della modalità della lente Kerr a piastra sottile, simulando i cambiamenti di modalità nel risonatore durante l'operazione di blocco della modalità e funzionamento continuo e ha confermato che il raggio della modalità cavità sul diaframma rigido sarà ridotto di oltre il 7% dopo il blocco della modalità.
Successivamente, guidato dal principio di progettazione, il gruppo di ricerca ha progettato e costruito un risonatore bloccato in modalità lente Kerr (FIG. 2) basato sul modulo della pompa a 72 vie (FIG.1) sviluppato indipendentemente dal gruppo, e ha ottenuto un laser pulsato uscita con una potenza media di 11,78 W, un'ampiezza dell'impulso di 245 fs e un'energia di impulso singolo di 0,14 μJ con un tempo di pompaggio di 72 W.L'ampiezza dell'impulso di uscita e la variazione della modalità intracavità sono in buon accordo con i risultati della simulazione.
FICO.2 Diagramma schematico della cavità risonante del laser wafer Yb:YAG con modalità bloccata della lente Kerr utilizzato nell'esperimento
Per migliorare la potenza di uscita del laser, il gruppo di ricerca ha aumentato il raggio di curvatura dello specchio di focalizzazione e ha perfezionato lo spessore medio Kerr e la dispersione del secondo ordine.Quando la potenza della pompa è stata impostata su 94 W, la potenza di uscita media è stata aumentata a 22,33 W, l'ampiezza dell'impulso era di 394 fs e l'energia del singolo impulso era di 0,28 μJ.
Per aumentare ulteriormente la potenza di uscita, il gruppo di ricerca aumenterà ulteriormente il raggio di curvatura della coppia di specchi concavi focalizzati, posizionando il risonatore in un ambiente chiuso a basso vuoto per ridurre l'influenza dei disturbi e della dispersione dell'aria.
Orario di pubblicazione: 15 agosto 2023