femto giây công suất caotia lazecó giá trị ứng dụng lớn trong nghiên cứu khoa học và các lĩnh vực công nghiệp như tạo xung terahertz, tạo xung atto giây và lược tần số quang.Laser khóa moddựa trên phương tiện tăng khối truyền thống bị hạn chế bởi hiệu ứng thấu kính nhiệt ở công suất cao và hiện tại công suất đầu ra tối đa là khoảng 20 W.
Laser tấm mỏng sử dụng cấu trúc bơm nhiều tầng để phản ánhđèn bơmsang tấm môi trường có độ dày 100 micron để hấp thụ bơm hiệu quả cao.Môi trường khuếch đại cực mỏng kết hợp với công nghệ làm mát ngược giúp giảm đáng kể ảnh hưởng của hiệu ứng thấu kính nhiệt và hiệu ứng phi tuyến, đồng thời có thể đạt được đầu ra xung femto giây công suất cao hơn.
Bộ tạo dao động wafer kết hợp với công nghệ khóa chế độ thấu kính Kerr là phương tiện chính để thu được đầu ra laser công suất trung bình cao với độ rộng xung theo thứ tự femto giây.
QUẢ SUNG.1 (a) 72 sơ đồ cấu trúc quang học và (b) sơ đồ vật lý của môđun máy bơm
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã thiết kế và chế tạo laser tấm khóa chế độ thấu kính Kerr dựa trên mô-đun bơm 72 chiều tự phát triển và phát triển laser tấm khóa chế độ thấu kính Kerr với công suất trung bình cao nhất và một năng lượng xung ở Trung Quốc
Dựa trên nguyên lý khóa chế độ thấu kính Kerr và tính toán lặp của ma trận ABCD, nhóm nghiên cứu lần đầu tiên phân tích lý thuyết khóa chế độ của laser khóa chế độ thấu kính Kerr tấm mỏng, mô phỏng sự thay đổi chế độ trong bộ cộng hưởng trong quá trình hoạt động khóa chế độ và hoạt động liên tục, đồng thời xác nhận rằng bán kính chế độ khoang ở màng ngăn cứng sẽ giảm hơn 7% sau khi khóa chế độ.
Sau đó, được hướng dẫn bởi nguyên tắc thiết kế, nhóm nghiên cứu đã thiết kế và chế tạo bộ cộng hưởng khóa chế độ thấu kính Kerr (Hình 2) dựa trên mô-đun bơm 72 chiều (Hình 1) do nhóm phát triển độc lập và thu được tia laser xung đầu ra có công suất trung bình 11,78W, độ rộng xung 245 fs và năng lượng xung đơn 0,14μJ ở thời gian bơm 72 W.Độ rộng của xung đầu ra và sự biến đổi của chế độ nội bộ phù hợp tốt với kết quả mô phỏng.
QUẢ SUNG.2. Sơ đồ khoang cộng hưởng của laser bán dẫn Yb:YAG khóa chế độ thấu kính Kerr được sử dụng trong thí nghiệm
Để cải thiện công suất đầu ra của tia laser, nhóm nghiên cứu đã tăng bán kính cong của gương hội tụ và tinh chỉnh độ dày trung bình Kerr và độ phân tán bậc hai.Khi công suất bơm được đặt thành 94 W, công suất đầu ra trung bình tăng lên 22,33 W và độ rộng xung là 394 fs và năng lượng xung đơn là 0,28 μJ.
Để tăng thêm công suất đầu ra, nhóm nghiên cứu sẽ tăng thêm bán kính cong của cặp gương lõm hội tụ, đồng thời đặt bộ cộng hưởng trong môi trường kín chân không thấp để giảm ảnh hưởng của nhiễu loạn không khí và phân tán không khí.
Thời gian đăng: 15-08-2023