Высокая магутнасць фемтасекунднагалазермае вялікае прымяненне ў навуковых даследаваннях і прамысловых галінах, такіх як генерацыя тэрагерцавага дыяпазону, генерацыя атасекундных імпульсаў і аптычны грэбень частот.Лазеры з блакіроўкай модаўзаснаваныя на традыцыйных носьбітах з блочным узмацненнем, абмежаваныя эфектам цеплавога лінзавання пры высокай магутнасці, і ў цяперашні час максімальная выходная магутнасць складае каля 20 Вт.
Тонкі ліставы лазер выкарыстоўвае шматпраходную структуру накачкі для адлюстраванняіндыкатар помпыда ліставога ўзмацняльнага асяроддзя таўшчынёй 100 мікрон для высокаэфектыўнага паглынання накачкі. Вельмі тонкае ўзмацняльнае асяроддзе ў спалучэнні з тэхналогіяй зваротнага астуджэння значна памяншае ўплыў эфекту цеплавой лінзы і нелінейнага эфекту і дазваляе дасягнуць больш магутнага фемтасекунднага імпульснага выхаду.
Асцылятары на пласцінах у спалучэнні з тэхналогіяй сінхранізацыі мод лінзы Керра з'яўляюцца асноўным сродкам атрымання лазернага выпраменьвання высокай сярэдняй магутнасці з шырынёй імпульсу парадку фемтасекунд.
МАЛ. 1 (а) 72 аптычная структура і (б) фізічная схема модуля помпы
Каманда даследчыкаў з Кітайскай акадэміі навук распрацавала і пабудавала ліставы лазер з сінхранізацыяй мод на аснове лінзы Керра на аснове ўласнай распрацоўкі 72-кампанентнага модуля накачкі, а таксама стварыла ліставы лазер з сінхранізацыяй мод на аснове лінзы Керра, які мае найвышэйшую сярэднюю магутнасць і энергію аднаго імпульсу ў Кітаі.
Абапіраючыся на прынцып сінхранізацыі мод лінзы Кера і ітэрацыйны разлік матрыцы ABCD, даследчая група спачатку прааналізавала тэорыю сінхранізацыі мод лазера з тонкай пласцінай і сінхранізацыяй мод на аснове лінзы Кера, мадэлявала змены мод у рэзанатары падчас сінхранізацыі мод і бесперапыннай працы, і пацвердзіла, што радыус рэзанатара на цвёрдай дыяфрагме паменшыцца больш чым на 7% пасля сінхранізацыі мод.
Пасля гэтага, кіруючыся прынцыпам праектавання, даследчая група распрацавала і пабудавала рэзанатар з сінхранізацыяй мод на аснове лінзы Керра (мал. 2) на аснове 72-кампанентнага модуля накачкі (мал. 1), незалежна распрацаванага групай, і атрымала імпульсны лазерны выхад са сярэдняй магутнасцю 11,78 Вт, працягласцю імпульсу 245 фс і энергіяй аднаго імпульсу 0,14 мкДж пры часе накачкі 72 Вт. Шырыня выходнага імпульсу і змяненне ўнутрырэзанатарнай моды добра адпавядаюць вынікам мадэлявання.
МАЛ. 2. Схематычная дыяграма рэзананснага рэзанатара лазера на пласцінах Yb:YAG з сінхранізацыяй мод на лінзе Керра, які выкарыстоўваўся ў эксперыменце.
Каб палепшыць выходную магутнасць лазера, даследчая група павялічыла радыус крывізны факусуючага люстэрка, а таксама дакладна адрэгулявала таўшчыню асяроддзя Кера і дысперсію другога парадку. Пры ўсталяванні магутнасці накачкі на ўзроўні 94 Вт сярэдняя выходная магутнасць павялічылася да 22,33 Вт, працягласць імпульсу склала 394 фс, а энергія аднаго імпульсу — 0,28 мкДж.
Каб яшчэ больш павялічыць выходную магутнасць, даследчая група павялічыць радыус крывізны сфакусаванай пары ўвагнутых люстэркаў, размясціўшы рэзанатар у закрытым асяроддзі з нізкім вакуумам, каб паменшыць уплыў паветраных перашкод і рассейвання паветра.
Час публікацыі: 15 жніўня 2023 г.