モードロックされたシートレーザー、電力高エネルギー超高速レーザー

高出力フェムト秒レーザ科学的研究や、テラハーツ生成、アト秒パルス生成、光学周波数櫛などの産業分野には大きな応用価値があります。modロックレーザー従来のブロックゲインメディアに基づいて、高出力での熱レンズ効果によって制限されており、現在最大出力電力は約20 Wです。

薄いシートレーザーは、マルチパスポンプ構造を使用してポンプライトシートに、高効率のポンプ吸収のために100ミクロンの厚さの培地を獲得します。バッククーリングテクノロジーと組み合わせた非常に薄いゲイン培地は、熱レンズ効果と非線形効果の影響を大幅に低下させ、高出力フェムト秒パルス出力を達成できます。
カーレンズモードロックテクノロジーと組み合わせたウェーハオシレーターは、フェムト秒の順にパルス幅で高い平均パワーレーザー出力を得る主な手段です。

イチジク。 1（a）72光学構造図と（b）ポンプモジュールの物理図

中国科学アカデミーの研究者チームは、自己開発の72ウェイポンプモジュールに基づいてカーレンズモードロックされたシートレーザーを設計および構築し、中国で最高の平均電力と単一パルスエネルギーを備えたカーレンズモードロックされたシートレーザーを開発しました。
KERRレンズモードロックの原理とABCDマトリックスの反復計算に基づいて、研究チームは最初に薄板KERRレンズモードロックレーザーのモードロック理論を分析し、モードロック操作と連続動作中の共振器のモードの変化をシミュレートし、ハードダイアフラグのキャビティモード半径が7％モードロックよりも縮小されることを確認しました。

その後、設計原則に導かれ、研究チームは、チームによって独立して開発された72方向ポンプモジュール（図1）に基づいてKERRレンズモードロックの共振器（図2）を設計および構築し、平均出力11.78W、245 FSのパルス幅、および72Wのパルスエネルギーのパルスエネルギーのパルスレーザー出力を取得しました。出力パルスの幅と能力内モードの変動は、シミュレーション結果とよく一致しています。

イチジク。 2つのレンズモードロックYBの共振空洞の2つの概略図：実験で使用されるYAGウェーハレーザー

レーザーの出力電力を改善するために、研究チームは焦点ミラーの曲率半径を増加させ、KERR培地の厚さと2次分散を微調整しました。ポンプ電力を94 Wに設定すると、平均出力電力が22.33 Wに増加し、パルス幅は394 FSで、単一パルスエネルギーは0.28μJでした。

出力力をさらに高めるために、研究チームは集中凹面鏡ペアの曲率半径をさらに増やし、共振器を低真空閉じた環境に配置して、空気障害と空気分散の影響を減らします。