Conception du chemin optique du laser 66 femtosecondeslaser à modes verrouillés
Ce laser à verrouillage de mode de 66 femtosecondes est un laser à fibre dopée à l'ytterbium à cavité linéaire et à maintien de polarisation, doté d'un déphaseur non réciproque. Il atteint un verrouillage de mode à la fréquence fondamentale de 147 MHz. En ajustant la distance entre les réseaux, on obtient une largeur spectrale de 39,8 nm et une durée d'impulsion de 66 fs après compression externe. À forte puissance de pompage, un verrouillage de mode harmonique de second et de troisième ordre est atteint, avec des fréquences de répétition de 294,1 MHz et 442,3 MHz respectivement.
Description du trajet optique :
Le résonateur se compose de deux parties optiques spatiales et d'une partie centrale en fibre à maintien de polarisation. La partie spatiale gauche comprend un miroir à réflexion totale (M1), une lame demi-onde (EWP) et un rotateur de Faraday (FR). L'association de l'EWP et du FR peut servir de déphaseur non réciproque, fournissant un déphasage non réciproque et améliorant ainsi la capacité d'auto-amorçage. La partie en fibre optique est composée d'un dispositif intégré de multiplexage en longueur d'onde et de collimateur (WDM-Collimator), d'une fibre à maintien de polarisation dopée à l'ytterbium de 62 cm (Yb401-PM, CORACTIVE) et d'un collimateur à fibre optique (Col). La fibre active est pompée par une diode laser monomode de 976 nm (LD) d'une puissance de pompage maximale de 1,4 W. La partie spatiale droite comprend une lame demi-onde (HWP), un séparateur de faisceau polarisant (PBS), une paire de réseaux de diffraction (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) et un miroir à réflexion totale (M2). La paire de réseaux de transmission, d'une densité de 1000 traits/mm, assure la compensation de la dispersion intracavité. La distance entre les deux réseaux est ajustable par une platine. La longueur d'espace libre entre le collimateur et les deux miroirs à réflexion est respectivement de 5,5 cm et 6,5 cm.lasergénère des impulsions de manière linéairement polarisée à partir du PBS.
Principe de fonctionnement :
L'impulsion normalisée initiale, transmise par la boucle intracavité, provient du séparateur de faisceau polarisant (PBS) et est envoyée à M1. Initialement, la lame demi-onde (HWP) décompose l'impulsion en deux composantes orthogonales, qui pénètrent ensuite dans la fibre optique à préservation de polarisation et se propagent selon les axes rapide et lent. Le rapport d'intensité des impulsions le long des deux axes orthogonaux est déterminé par l'angle de rotation (θh) de la HWP. Lors de la propagation dans la fibre optique, en raison d'effets non linéaires, l'intensité asymétrique des impulsions à polarisation orthogonale induit des déphasages non linéaires liés à l'intensité. Le miroir d'extrémité M1 permet aux impulsions orthogonales de traverser le déphaseur à deux reprises et de retourner dans la fibre optique à préservation de polarisation. Les impulsions orthogonales acquièrent alors un déphasage non réciproque de π/2 et échangent leur axe de propagation optique. La différence de vitesse de groupe entre les impulsions à polarisation orthogonale compense l'effet de déviation. Finalement, l'impulsion accumule différents déphasages non linéaires et interfère au niveau du PBS. En tant que polariseur, le PBS laisse passer les impulsions présentant l'état de polarisation approprié, tandis que les autres sont réfléchies hors de la cavité. Ce processus joue le rôle d'un absorbeur saturable artificiel dans cette cavité linéaire.laser optiqueLorsque la distance entre les paires de réseaux est encore réduite à 3,2 mm, le bord gauche du spectre devient nettement plus abrupt. Dans ce cas, la dispersion nette de la cavité est positive et l'énergie maximale d'une impulsion unique atteint 3,57 nJ. La trace d'autocorrélation de l'impulsion, obtenue par compression externe de l'impulsion présentant la plus grande largeur spectrale (39,8 nm), est ajustée par une fonction gaussienne de 66 fs.
Date de publication : 25 février 2026