Жоғары қуатты фемтосекундлазерғылыми зерттеулер мен терагерц генерациясы, аттосекундтық импульс генерациясы және оптикалық жиілік тарағы сияқты өнеркәсіптік салаларда үлкен қолдану құндылығына ие.Модификацияланған лазерлерДәстүрлі блоктық күшейту медиасына негізделген, жоғары қуаттағы термиялық линзалау әсерімен шектелген, ал қазіргі уақытта максималды шығыс қуаты шамамен 20 Вт құрайды.
Жұқа парақты лазер шағылыстыру үшін көп өткізгішті сорғы құрылымын пайдаланадысорғы шамыжоғары тиімді сорғы сіңіру үшін қалыңдығы 100 микрон болатын парақтық күшейту ортасына қолданылады. Кері салқындату технологиясымен біріктірілген өте жұқа күшейту ортасы термиялық линза эффектісі мен сызықтық емес эффектінің әсерін айтарлықтай азайтады және жоғары қуатты фемтосекундтық импульс шығысына қол жеткізе алады.
Керр линзасының режимін құлыптау технологиясымен біріктірілген пластиналы осцилляторлар импульс ені фемтосекунд ретімен жоғары орташа қуатты лазер шығысын алудың негізгі құралы болып табылады.
1-СУРЕТ (а) 72 оптикалық құрылым диаграммасы және (b) сорғы модулінің физикалық диаграммасы
Қытай Ғылым академиясының зерттеушілер тобы өздігінен жасалған 72 жақты сорғы модуліне негізделген Керр линзасы режимінде құлыпталатын парақ лазерін жасап шығарды және Қытайдағы ең жоғары орташа қуат пен бір импульстік энергияға ие Керр линзасы режимінде құлыпталатын парақ лазерін жасап шығарды.
Керр линзасының режимін құлыптау принципіне және ABCD матрицасының итеративті есептеуіне сүйене отырып, зерттеу тобы алдымен жұқа пластиналы Керр линзасының режимін құлыптау лазерінің режимді құлыптау теориясын талдады, режимді құлыптау жұмысы және үздіксіз жұмыс кезінде резонатордағы режим өзгерістерін модельдеді және режимді құлыптаудан кейін қатты диафрагмадағы қуыс режимінің радиусы 7%-дан астамға азаятынын растады.
Кейіннен, жобалау принципін басшылыққа ала отырып, зерттеу тобы топтың тәуелсіз әзірлеген 72 жақты сорғы модуліне (1-сурет) негізделген Керр линзасы режимінде құлыпталған резонаторды (2-сурет) жобалап, құрастырды және 72 Вт айдау уақытында орташа қуаты 11,78 Вт, импульс ені 245 фс және бір импульс энергиясы 0,14 мкДж болатын импульсті лазер шығысын алды. Шығыс импульсінің ені және қуыс ішіндегі режимнің өзгеруі модельдеу нәтижелерімен жақсы сәйкес келеді.
2-СУРЕТ. Тәжірибеде қолданылған Kerr линзасы режимінде құлыпталған Yb:YAG пластиналы лазерінің резонанстық қуысының схемалық диаграммасы
Лазердің шығыс қуатын жақсарту үшін зерттеу тобы фокустау айнасының қисықтық радиусын арттырды және Керр ортасының қалыңдығын және екінші ретті дисперсияны дәл реттеді. Сорғы қуаты 94 Вт-қа орнатылған кезде, орташа шығыс қуаты 22,33 Вт-қа дейін арттырылды, ал импульс ені 394 фс, ал бір импульс энергиясы 0,28 мкДж болды.
Шығу қуатын одан әрі арттыру үшін зерттеу тобы фокусталған ойыс айна жұбының қисықтық радиусын одан әрі арттырады, сонымен қатар ауаның бұзылуы мен ауаның дисперсиясының әсерін азайту үшін резонаторды төмен вакуумды жабық ортаға орналастырады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 15 тамыз