Дизајн оптичке путање ласера ​​са закључаним модом од 66 фемтосекунде

Дизајн оптичке путање 66-фемтосекундногласер са закључаним модом
Овај ласер са синхронизацијом модова од 66 фемтосекунди је линеарни ласер са влакнима допираним итербијумом, са линеарном резонатором и одржавањем свих поларизација, са нереципрочним померачем фазе. Постиже синхронизацију модова на основној фреквенцији од 147 MHz. Подешавањем растојања између решетки, добија се спектрална ширина од 39,8 nm и ширина импулса од 66 fs након спољашње компресије. При великој снази пумпе, постиже се синхронизација модова хармоника другог и трећег реда са фреквенцијама понављања од 294,1 MHz и 442,3 MHz.

Опис оптичке путање:
Резонатор се састоји од просторних оптичких делова са обе стране и дела са влакнима за одржавање поларизације у средини. Леви просторни део укључује огледало тоталне рефлексије (M1), λ/8 таласну плочу (EWP) и Фарадејев ротатор (FR). Комбинација EWP и FR може се користити као нереципрочни фазни померач, обезбеђујући нереципрочну фазну пристрасност, чиме се побољшава способност самопокретања. Део са влакнима се састоји од интегрисаног уређаја за мултиплексирање таласних дужина - колиматора (WDM-Collimator), влакна за одржавање поларизације допираног итербијумом од 62 цм (Yb401-PM, CORACTIVE) и колиматора са оптичким влакнима (Col). Појачавајуће влакно се пумпа једномодном ласерском диодом (ЛД) од 976 нм са максималном снагом пумпе од 1,4 W. Десни просторни део се састоји од полуталасне плоче (ПТП), разделника поларизационог снопа (ПБС), пара решетки (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) и огледала за потпуну рефлексију (М2). Пар решетки за пренос са густином линија од 1000 линија/мм2 обезбеђује компензацију дисперзије унутар шупљине. Растојање између две решетке може се подесити помоћу постоља. Дужина слободног простора од колиматора до два рефлексна огледала са обе стране је 5,5 цм и 6,5 цм респективно.ласеремитује импулсе на линеарно поларизован начин из PBS-а.
Принцип рада:
Почетни нормализовани импулс који се преноси кроз интракавиторну петљу почиње од PBS-а и преноси се на M1. У почетку, HWP ће разложити импулс на две ортогоналне компоненте, а затим ући у оптичко влакно које очува поларизацију и ширити се дуж брзе и споре осе. Однос интензитета импулса дуж две ортогоналне осе одређен је углом ротације (θh) HWP-а. Током ширења унутар оптичког влакна, због нелинеарних ефеката, асиметрични интензитет ортогонално поларизованих импулса ће изазвати нелинеарне фазне помаке повезане са интензитетом. Крајње огледало M1 омогућава ортогоналним импулсима да два пута прођу кроз фазни померач и врате се у оптичко влакно које очува поларизацију. Ортогонални импулси добијају нереципрочни фазни померај од π/2 и замењују оптичку осу ширења. Неусклађеност групне брзине између ортогонално поларизованих импулса доводи до компензације ефекта одступања. Коначно, импулс акумулира различите нелинеарне фазне помаке и подлеже интерференцији на PBS-у. Као поларизатор, PBS омогућава да одговарајући импулси стања поларизације прођу, док се остатак рефлектује из шупљине. Овај процес игра улогу вештачког засићеног апсорбера у овој линеарној шупљиниоптички ласерКада се растојање између пара решетки додатно смањи на 3,2 мм, лева ивица спектра постаје знатно стрмија. У овом тренутку, дисперзија мреже шупљине је позитивна, а добија се максимална енергија једног импулса од 3,57 nJ. Траг самокорелације импулса добијен спољашњом компресијом импулса са најширом спектралном ширином од 39,8 nm је фитован Гаусовом функцијом, која је 66 fs.