Héichleistungs-FemtosekonnLaserhuet e groussen Uwendungswäert an der wëssenschaftlecher Fuerschung an industrielle Beräicher wéi Terahertz-Generatioun, Attosekonnen-Impulsgeneratioun an optesche Frequenzkamm.Mod-gespaarte Laserbaséiert op traditionelle Block-Gain-Medien sinn duerch den thermesche Lënseneffekt bei héijer Leeschtung limitéiert, an de Moment ass déi maximal Ausgangsleistung ongeféier 20 W.
Dënnblechlaser benotzt Multipass-Pumpstruktur fir d'Reflektioun ze reflektéierenPompelluuchtzum Blechverstärkungsmedium mat enger Déckt vun 100 Mikrometer fir eng héich effizient Pompelabsorptioun. Dat extrem dënn Verstärkungsmedium a Kombinatioun mat Réckkillungstechnologie reduzéiert den Afloss vum Thermolënseneffekt an dem netlinearen Effekt däitlech a kann eng méi héich Femtosekonnen-Impulsausgang erreechen.
Wafer-Ossillatoren a Kombinatioun mat der Kerr-Lënsenmodus-Sperrtechnologie sinn déi wichtegst Mëttel fir eng Laserleistung mat héijer duerchschnëttlecher Leeschtung mat enger Pulsbreet an der Gréisstenuerdnung vu Femtosekonnen ze kréien.
FIG. 1 (a) 72 optescht Strukturdiagramm an (b) physikalescht Diagramm vum Pompelmodul
En Team vu Fuerscher vun der Chinesescher Akademie vun de Wëssenschaften huet e Kerr-Lënsenmodus-gespaarte Blatlaser entworf a gebaut, deen op dem selwer entwéckelte 72-Wee-Pumpmodul baséiert ass, an huet e Kerr-Lënsenmodus-gespaarte Blatlaser mat der héchster duerchschnëttlecher Leeschtung an Eenzelpulsenergie a China entwéckelt.
Baséierend op dem Prinzip vun der Kerr-Lënsen-Modus-Sperrung an der iterativer Berechnung vun der ABCD-Matrix, huet d'Fuerschungsteam fir d'éischt d'Modus-Sperrungstheorie vum dënnplacke Kerr-Lënsen-Modus-Sperrungslaser analyséiert, d'Modusännerungen am Resonator während dem Modus-Sperrungsbetrieb an dem kontinuéierleche Betrib simuléiert, a bestätegt, datt de Kavitéitsmodusradius bei der haarder Membran no der Modus-Sperrung ëm méi wéi 7% reduzéiert gëtt.
Duerno, ënner der Leedung vum Designprinzip, huet d'Fuerschungsteam e Kerr-Lënsen-Modus-gespaarte Resonator (FIG. 2) entworf a gebaut, baséiert op dem 72-Wee-Pompelmodul (FIG. 1), deen onofhängeg vum Team entwéckelt gouf, an huet eng gepulste Laserleistung mat enger duerchschnëttlecher Leeschtung vun 11,78 W, enger Pulsbreet vun 245 fs an enger Eenzelpulsenergie vun 0,14 μJ bei enger Pompelzäit vun 72 W kritt. D'Breet vum Ausgangspuls an d'Variatioun vum Intrakavitéitsmodus stëmmen gutt mat de Simulatiounsresultater iwwereneen.
FIG. 2 Schematesch Diagramm vun der Resonanzhöhl vum Kerr-Lënsen-Modus-gespärten Yb:YAG-Waferlaser, deen am Experiment benotzt gouf
Fir d'Ausgangsleistung vum Laser ze verbesseren, huet d'Fuerschungsteam de Krümmungsradius vum Fokussierungsspigel erhéicht an d'Déckt vum Kerr-Medium an d'Dispersioun vun zweeter Uerdnung feinjustéiert. Wéi d'Pompelleistung op 94 W agestallt gouf, gouf déi duerchschnëttlech Ausgangsleistung op 22,33 W erhéicht, an d'Pulsbreet war 394 fs an d'Eenzelpulsenergie war 0,28 μJ.
Fir d'Ausgangsleistung weider ze erhéijen, wäert d'Fuerschungsteam de Krümmungsradius vum fokusséierte konkave Spigelpaar weider erhéijen, wärend de Resonator an eng zougemaach Ëmwelt mat nidderegem Vakuum placéiert gëtt, fir den Afloss vun der Loftstéierung an der Loftverdeelung ze reduzéieren.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 15. August 2023