Femtoseconde haute puissancelasera une grande valeur d'application dans les domaines de la recherche scientifique et des domaines industriels tels que la génération de térahertz, la génération d'impulsions attosecondes et le peigne à fréquence optique.Lasers verrouillés au modSur la base des milieux traditionnels à blocs de blocs, est limité par l'effet de lentilles thermiques à haute puissance, et actuellement la puissance de sortie maximale est d'environ 20 W.
Le laser à feuille mince utilise une structure de pompe multi-pass pour refléter levoyager à la lumièreau milieu de gain en feuille avec une épaisseur de 100 microns pour une absorption de pompe à haute efficacité. Le milieu de gain extrêmement mince combiné avec la technologie de refroidissement back-coloriage réduit considérablement l'influence de l'effet de lentilles thermiques et de l'effet non linéaire, et peut atteindre une puissance d'impulsion à la courte puissance.
Les oscillateurs de plaquettes combinés avec la technologie de verrouillage du mode de lentilles Kerr sont le principal moyen d'obtenir une puissance de puissance moyenne élevée avec une largeur d'impulsion de l'ordre de la Femtoseconde.
FIGUE. 1 (a) 72 Diagramme de structure optique et (b) Diagramme physique du module de pompe
Une équipe de chercheurs de l'Académie chinoise des sciences a conçu et construit un laser à feuille verrouillé en mode Kerr basé sur le module de pompe à 72 voies autoproclamé, et a développé un laser à feuille à modes de mode Kerr avec la puissance moyenne la plus élevée et l'énergie à impulsion unique en Chine.
Sur la base du principe du verrouillage du mode de la lentille Kerr et du calcul itératif de la matrice ABCD, l'équipe de recherche a d'abord analysé la théorie de verrouillage du mode du laser de verrouillage de mode Kerr de la plaque Kerr, a simulé les modifications du mode dans le résonateur lors de l'opération de blocage de mode et une opération continue, et a confirmé que le rayon de mode de cavité après le mode de mode de cavité.
Par la suite, guidé par le principe de conception, l'équipe de recherche a conçu et construit un résonateur verrouillé en mode Kerr (Fig. 2) sur la base du module de pompe à 72 voies (Fig.1) développé indépendamment par l'équipe, et a obtenu une puissance laser pulsée avec une puissance moyenne de 11,78W, une largeur d'impulsion de 245 fs et une seule énergie d'impulsion de 0,14 μJ à 72 W. La largeur de l'impulsion de sortie et la variation du mode intracavité sont en bon accord avec les résultats de simulation.
FIGUE. 2 Diagramme schématique de la cavité résonante du laser YB à plaquette Kerr à la lentille Kerr: Yag Wafer Laser utilisé dans l'expérience
Afin d'améliorer la puissance de sortie du laser, l'équipe de recherche a augmenté le rayon de courbure du miroir de mise au point et a affiné l'épaisseur moyenne Kerr et la dispersion du second ordre. Lorsque la puissance de la pompe a été fixée à 94 W, la puissance de sortie moyenne a été augmentée à 22,33 W, et la largeur d'impulsion était de 394 fs et l'énergie d'impulsion unique était de 0,28 μJ.
Pour augmenter davantage la puissance de sortie, l'équipe de recherche augmentera encore le rayon de courbure de la paire miroir concave focalisée, tout en plaçant le résonateur dans un environnement fermé à faible vide pour réduire l'influence de la perturbation de l'air et de la dispersion de l'air.
Heure du poste: 15 août-2023