Alta potenco femtosekundolaserohavas grandan aplikan valoron en scienca esplorado kaj industriaj kampoj kiel teraherca generado, atosekunda pulsgenerado kaj optika frekvenca kombilo.Mod-ŝlositaj laserojbazitaj sur tradiciaj blok-gajnaj medioj estas limigitaj per termika lensa efiko je alta potenco, kaj nuntempe la maksimuma elira potenco estas ĉirkaŭ 20 W.
Maldika folio-lasero uzas plur-pasan pumpilstrukturon por reflekti lapumpilo lumoal la folio-gajna medio kun dikeco de 100 mikrometroj por alta efikeco de pumpilo-absorbo. La ekstreme maldika gajna medio kombinita kun malantaŭa malvarmiga teknologio multe reduktas la influon de termika lensa efiko kaj nelineara efiko, kaj povas atingi pli altan potencon de femtosekunda pulsa eligo.
Oblatetaj oscilatoroj kombinitaj kun Kerr-lensa reĝim-ŝlosa teknologio estas la ĉefaj rimedoj por akiri altan averaĝan potencan laseran eligon kun pulslarĝo en la ordo de femtosekundoj.
FIG. 1 (a) 72 optika strukturo-diagramo kaj (b) fizika diagramo de la pumpmodulo
Teamo da esploristoj de la Ĉina Akademio de Sciencoj desegnis kaj konstruis Kerr-lensan reĝim-ŝlositan lamenlaseron bazitan sur la mem-disvolvita 72-voja pumpmodulo, kaj evoluigis Kerr-lensan reĝim-ŝlositan lamenlaseron kun la plej alta averaĝa potenco kaj unuopa pulsa energio en Ĉinio.
Surbaze de la principo de Kerr-lensa modŝlosado kaj la iteracia kalkulo de ABCD-matrico, la esplorteamo unue analizis la modŝlosan teorion de maldikplata Kerr-lensa modŝlosa lasero, simulis la modŝanĝojn en la resonatoro dum modŝlosa operacio kaj kontinua operacio, kaj konfirmis, ke la kavaĵa modradiuso ĉe la malmola diafragmo reduktiĝos je pli ol 7% post modŝlosado.
Poste, gvidate de la dizajna principo, la esplorteamo dizajnis kaj konstruis Kerr-lensan reĝim-ŝlositan resonatoron (FIG. 2) bazitan sur la 72-voja pumpmodulo (FIG. 1) sendepende evoluigita de la teamo, kaj akiris pulsan laseran eliron kun averaĝa potenco de 11.78W, pulsa larĝo de 245 fs kaj unuopa pulsa energio de 0.14μJ je 72 W pumptempo. La larĝo de la elira pulso kaj la vario de la intrakavaĵa reĝimo bone kongruas kun la simuladrezultoj.
FIG. 2 Skemo de la resonanca kavaĵo de la Kerr-lensa reĝim-ŝlosita Yb:YAG-platlasero uzita en la eksperimento
Por plibonigi la eligan potencon de la lasero, la esplorteamo pliigis la kurbecan radiuson de la fokusa spegulo, kaj fajne agordis la Kerr-mediumdikecon kaj duagradan disperson. Kiam la pumpilpotenco estis agordita al 94 W, la averaĝa eliga potenco estis pliigita al 22.33 W, kaj la pulsa larĝo estis 394 fs kaj la unuopa pulsa energio estis 0.28 μJ.
Por plue pliigi la eligan potencon, la esplorteamo plue pliigos la kurbecradiuson de la fokusita konkava spegula paro, samtempe metante la resonatoron en fermitan medion kun malalta vakuo por redukti la influon de aerperturbo kaj aerdisperso.
Afiŝtempo: 15-a de aŭgusto 2023