Фемтосекунда велике снагеласерима велику примену у научним истраживањима и индустријским областима као што су терахерц генерација, генерисање атосекундних импулса и оптички фреквентни чешаљ.Мод-лоцкед ласеризасновани на традиционалним медијима са блок-појачавањем ограничени су термалним ефектом сочива при великој снази, а тренутно је максимална излазна снага око 20 В.
Ласер за танак слој користи структуру пумпе са више пролаза да рефлектујепумпа светлостна лим дебљине 100 микрона за високоефикасну апсорпцију пумпе. Изузетно танак медијум појачања у комбинацији са технологијом позадинског хлађења у великој мери смањује утицај топлотног ефекта сочива и нелинеарног ефекта и може постићи већу снагу фемтосекундног импулсног излаза.
Осцилатори на плочици у комбинацији са Керр технологијом закључавања мода сочива су главно средство за добијање ласерског излаза велике просечне снаге са ширином импулса реда фемтосекунде.
Фиг. 1 (а) 72 дијаграм оптичке структуре и (б) физички дијаграм модула пумпе
Тим истраживача са Кинеске академије наука дизајнирао је и направио Керр сочива са закључавањем мода на лим на основу саморазвијеног 72-смерног модула пумпе и развио Керр ласер са закључавањем мода сочива са највећом просечном снагом и појединачним пулсна енергија у Кини.
На основу принципа закључавања мода Керр сочива и итеративног израчунавања АБЦД матрице, истраживачки тим је прво анализирао теорију закључавања мода танког плочастог ласера за закључавање мода Керр сочива, симулирао промене режима у резонатору током операције закључавања мода. и континуирани рад, и потврдио да ће радијус режима шупљине на тврдој дијафрагми бити смањен за више од 7% након закључавања режима.
Након тога, вођен принципом дизајна, истраживачки тим је дизајнирао и направио резонатор са закључавањем мода Керр сочива (слика 2) заснован на 72-смерном модулу пумпе (слика 1) који је тим независно развио, и добио импулсни ласер излаз са просечном снагом од 11,78 В, ширином импулса од 245 фс и енергијом једног импулса од 0,14 μЈ при времену пумпања од 72 В. Ширина излазног импулса и варијација режима унутар шупљине су у доброј сагласности са резултатима симулације.
Фиг. 2 Шематски дијаграм резонантне шупљине Керровог сочива са закључавањем мода Иб:ИАГ вафер ласера коришћеног у експерименту
Да би побољшао излазну снагу ласера, истраживачки тим је повећао радијус закривљености огледала за фокусирање и фино подесио Керрову средњу дебљину и дисперзију другог реда. Када је снага пумпе постављена на 94 В, просечна излазна снага је повећана на 22,33 В, а ширина импулса је била 394 фс, а енергија појединачног импулса је била 0,28 μЈ.
Да би додатно повећао излазну снагу, истраживачки тим ће додатно повећати радијус закривљености фокусираног пара конкавног огледала, док ће резонатор поставити у затворено окружење ниског вакуума како би се смањио утицај ваздушних поремећаја и дисперзије ваздуха.
Време поста: 15.08.2023