Laser ya karatasi iliyofungwa kwa hali, laser yenye nguvu ya juu ya kasi zaidi

Nguvu ya juu ya femtosecondlezaina thamani kubwa ya matumizi katika utafiti wa kisayansi na nyanja za viwandani kama vile kizazi cha terahertz, kizazi cha mpigo cha attosecond na sega ya masafa ya macho.Laser za Mod-imefungwakulingana na media ya kitamaduni ya faida ya kuzuia hupunguzwa na athari ya lensi ya joto kwa nguvu ya juu, na kwa sasa kiwango cha juu cha pato ni kama 20 W.

Laser ya karatasi nyembamba hutumia muundo wa pampu ya kupita nyingi kutafakaripampu mwangakwenye laha pata wastani na unene wa mikroni 100 kwa ufyonzaji wa pampu yenye ufanisi wa juu. Njia nyembamba sana ya kupata faida pamoja na teknolojia ya kurejesha baridi hupunguza kwa kiasi kikubwa ushawishi wa athari ya lenzi ya joto na athari isiyo ya mstari, na inaweza kufikia matokeo ya nguvu ya juu ya mapigo ya femtosecond.
Vipunga vya kaki pamoja na teknolojia ya kufunga lenzi ya Kerr ndiyo njia kuu ya kupata wastani wa juu wa kutoa leza ya nguvu na upana wa mpigo kwa mpangilio wa femtosecond.

FIG. 1 (a) 72 mchoro wa muundo wa macho na (b) mchoro halisi wa moduli ya pampu

Timu ya watafiti kutoka Chuo cha Sayansi cha Uchina ilibuni na kutengeneza lenzi ya karatasi iliyofungwa kwa lenzi ya Kerr kulingana na moduli ya pampu iliyojitengenezea ya njia 72, na kutengeneza lensi ya laha iliyofungwa kwa hali ya lenzi ya Kerr yenye nishati ya wastani ya juu zaidi na moja. nishati ya moyo nchini China.
Kulingana na kanuni ya ufungaji wa modi ya lenzi ya Kerr na hesabu ya mara kwa mara ya matrix ya ABCD, timu ya watafiti ilichambua kwanza nadharia ya ufungaji wa sahani nyembamba ya lenzi ya Kerr, iliiga mabadiliko ya modi kwenye kitoa sauti wakati wa operesheni ya kufunga modi. na operesheni inayoendelea, na imethibitisha kuwa radius ya modi ya cavity kwenye diaphragm ngumu itapunguzwa kwa zaidi ya 7% baada ya kufunga mode.

Baadaye, kwa kuongozwa na kanuni ya usanifu, timu ya watafiti ilibuni na kujenga resonator iliyofungwa ya lenzi ya Kerr (FIG. 2) kulingana na moduli ya pampu ya njia 72 (FIG.1) iliyotengenezwa kwa kujitegemea na timu, na kupata leza ya mapigo. pato kwa wastani wa nguvu ya 11.78W, upana wa pigo la 245 fs na nishati ya kunde moja ya 0.14μJ kwa wakati wa kusukuma wa 72 W. Upana wa mapigo ya pato na tofauti ya hali ya intracavity ni katika makubaliano mazuri na matokeo ya simulation.

FIG. 2 Mchoro wa kielelezo wa matundu ya resonant ya lenzi ya Kerr yenye lenzi ya Yb:YAG ya kaki iliyotumika katika jaribio.

Ili kuboresha uwezo wa kutoa leza, timu ya utafiti iliongeza kipenyo cha mpinda wa kioo kinachoangazia, na kurekebisha unene wa kati wa Kerr na mtawanyiko wa mpangilio wa pili. Nguvu ya pampu ilipowekwa kuwa 94 W, wastani wa nguvu ya pato iliongezwa hadi 22.33 W, na upana wa mapigo ulikuwa 394 fs na nishati ya mpigo mmoja ilikuwa 0.28 μJ.

Ili kuongeza zaidi nguvu ya pato, timu ya utafiti itaongeza zaidi radius ya curvature ya jozi ya kioo cha concave iliyolengwa, huku ikiweka resonator katika mazingira ya utupu wa chini yaliyofungwa ili kupunguza ushawishi wa usumbufu wa hewa na mtawanyiko wa hewa.