Laser dalen wedi'i chloi gan fodd, laser tra chyflym ynni uchel

Pwer uchel femtosecondlaserMae ganddo werth cymhwysiad gwych mewn ymchwil wyddonol a meysydd diwydiannol megis cynhyrchu terahertz, cynhyrchu pwls attosecond a chrib amledd optegol.Laserau wedi'u cloi gan y modyn seiliedig ar gyfryngau bloc-ennill traddodiadol yn cael eu cyfyngu gan effaith lensio thermol ar bŵer uchel, ac ar hyn o bryd y pŵer allbwn uchaf yw tua 20 W.

Mae laser taflen denau yn defnyddio strwythur pwmp aml-pas i adlewyrchu'rgolau pwmpi'r cyfrwng ennill taflen gyda thrwch o 100 micron ar gyfer amsugno pwmp effeithlonrwydd uchel.Mae'r cyfrwng ennill hynod denau ynghyd â thechnoleg backcooling yn lleihau dylanwad effaith lens thermol ac effaith aflinol yn fawr, a gall gyflawni allbwn pwls femtosecond pŵer uwch.
Osgiliaduron waffer wedi'u cyfuno â thechnoleg cloi modd lens Kerr yw'r prif ddulliau o gael allbwn laser pŵer cyfartalog uchel gyda lled pwls yn nhrefn femtosecond.

FFIG.1 (a) diagram adeiledd optegol 72 a (b) diagram ffisegol o'r modiwl pwmp

Dyluniodd ac adeiladodd tîm o ymchwilwyr o Academi y Gwyddorau Tsieineaidd laser ddalen wedi'i chloi â modd lens Kerr yn seiliedig ar y modiwl pwmp 72-ffordd hunanddatblygedig, a datblygodd laser dalen wedi'i chloi gan fodd lens Kerr gyda'r pŵer cyfartalog uchaf a sengl ynni pwls yn Tsieina.
Yn seiliedig ar egwyddor cloi modd lens Kerr a chyfrifiad iterus matrics ABCD, dadansoddodd y tîm ymchwil ddamcaniaeth cloi modd plât tenau laser cloi modd lens Kerr yn gyntaf, gan efelychu'r newidiadau modd yn y cyseinydd yn ystod gweithrediad cloi modd a gweithrediad parhaus, a chadarnhaodd y bydd y radiws modd ceudod ar y diaffram caled yn cael ei leihau gan fwy na 7% ar ôl cloi modd.

Yn dilyn hynny, dan arweiniad yr egwyddor dylunio, dyluniodd ac adeiladodd y tîm ymchwil resonator wedi'i gloi gan fodd lens Kerr (FIG. 2) yn seiliedig ar y modiwl pwmp 72-ffordd (FIG.1) a ddatblygwyd yn annibynnol gan y tîm, a chael laser pwls allbwn gyda phŵer cyfartalog o 11.78W, lled pwls o 245 fs ac egni pwls sengl o 0.14μJ ar amser pwmpio 72 W.Mae lled y pwls allbwn ac amrywiad y modd intracavity yn cytuno'n dda â'r canlyniadau efelychu.

FFIG.2 Diagram sgematig o geudod soniarus y laser afrlladen Yb:YAG wedi'i gloi gan fodd lens Kerr a ddefnyddiwyd yn yr arbrawf

Er mwyn gwella pŵer allbwn y laser, cynyddodd y tîm ymchwil radiws crymedd y drych canolbwyntio, a mireinio trwch canolig Kerr a gwasgariad ail drefn.Pan osodwyd y pŵer pwmp i 94 W, cynyddwyd y pŵer allbwn cyfartalog i 22.33 W, a lled pwls oedd 394 fs a'r egni pwls sengl oedd 0.28 μJ.

Er mwyn cynyddu'r pŵer allbwn ymhellach, bydd y tîm ymchwil yn cynyddu ymhellach radiws crymedd y pâr drych ceugrwm ffocws, wrth osod y cyseinydd mewn amgylchedd caeedig gwactod isel i leihau dylanwad aflonyddwch aer a gwasgariad aer.