मोड-लॉक्ड शीट लेजर, पावर हाई एनर्जी अल्ट्राफास्ट लेजर

उच्च शक्तिलेज़रवैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक क्षेत्रों में महान अनुप्रयोग मूल्य जैसे कि टेराहर्ट्ज़ जेनरेशन, एटोसेकंड पल्स जेनरेशन और ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कंघी।मोड-लॉक लेज़र्सपारंपरिक ब्लॉक-गेन मीडिया के आधार पर उच्च शक्ति पर थर्मल लेंसिंग प्रभाव द्वारा सीमित हैं, और वर्तमान में अधिकतम आउटपुट पावर लगभग 20 डब्ल्यू है।

पतली शीट लेजर को प्रतिबिंबित करने के लिए मल्टी-पास पंप संरचना का उपयोग करता हैपंप प्रकाशउच्च दक्षता पंप अवशोषण के लिए 100 माइक्रोन की मोटाई के साथ शीट लाभ माध्यम के लिए। बैककूलिंग तकनीक के साथ संयुक्त बेहद पतली लाभ माध्यम थर्मल लेंस प्रभाव और नॉनलाइनियर प्रभाव के प्रभाव को बहुत कम कर देता है, और उच्च शक्ति फेमटोसेकंड पल्स आउटपुट प्राप्त कर सकता है।
केर लेंस मोड-लॉकिंग तकनीक के साथ संयुक्त वेफर ऑसिलेटर्स फेमटोसेकंड के क्रम में पल्स चौड़ाई के साथ उच्च औसत पावर लेजर आउटपुट प्राप्त करने के लिए मुख्य साधन हैं।

अंजीर। 1 (ए) 72 ऑप्टिकल संरचना आरेख और (बी) पंप मॉड्यूल के भौतिक आरेख

चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज के शोधकर्ताओं की एक टीम ने स्व-विकसित 72-वे पंप मॉड्यूल के आधार पर केर लेंस मोड-लॉक-लॉक शीट लेजर का डिजाइन और निर्माण किया, और चीन में उच्चतम औसत शक्ति और एकल पल्स ऊर्जा के साथ केर लेंस मोड-लॉक शीट लेजर विकसित किया।
केर लेंस मोड-लॉकिंग के सिद्धांत और एबीसीडी मैट्रिक्स के पुनरावृत्ति गणना के आधार पर, अनुसंधान टीम ने पहले पतली प्लेट केर लेंस मोड-लॉजिंग लेजर के मोड-लॉकिंग सिद्धांत का विश्लेषण किया, मोड-लॉकिंग ऑपरेशन के दौरान मोड में मोड में बदलाव और हार्ड डियाफ़्रैग में मोड में बदलाव की पुष्टि की।

इसके बाद, डिजाइन सिद्धांत द्वारा निर्देशित, अनुसंधान टीम ने 72-वे पंप मॉड्यूल (Fig.1) के आधार पर एक केर लेंस मोड-लॉक्ड रेज़ोनेटर (छवि 2) का डिजाइन और निर्माण किया, जो टीम द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित किया गया था, और 11.78W की औसत शक्ति के साथ एक स्पंदित लेजर आउटपुट प्राप्त किया, जो 245 FS की एक पल्स चौड़ाई और 0.14 jult की एक पल्स ऊर्जा के साथ। आउटपुट पल्स की चौड़ाई और इंट्राकैविटी मोड की भिन्नता सिमुलेशन परिणामों के साथ अच्छे समझौते में हैं।

अंजीर। 2 केर लेंस मोड-लॉक किए गए वाईबी के गुंजयमान गुहा के 2 योजनाबद्ध आरेख: प्रयोग में उपयोग किए गए याग वेफर लेजर

लेजर की आउटपुट पावर में सुधार करने के लिए, अनुसंधान टीम ने फोकसिंग मिरर की वक्रता त्रिज्या को बढ़ाया, और केर मध्यम मोटाई और दूसरे क्रम के फैलाव को ठीक किया। जब पंप पावर को 94 डब्ल्यू पर सेट किया गया था, तो औसत उत्पादन शक्ति 22.33 डब्ल्यू तक बढ़ गई थी, और पल्स की चौड़ाई 394 एफएस थी और एकल पल्स ऊर्जा 0.28 μJ थी।

आउटपुट पावर को और बढ़ाने के लिए, अनुसंधान टीम हवा की गड़बड़ी और वायु फैलाव के प्रभाव को कम करने के लिए कम वैक्यूम बंद वातावरण में गुंजयमानक को रखने के दौरान, केंद्रित अवतल दर्पण जोड़ी के वक्रता त्रिज्या को और बढ़ाएगी।