რეჟიმით ჩაკეტილი ფურცლის ლაზერი, სიმძლავრის მაღალი ენერგიის ულტრასწრაფი ლაზერი

მაღალი სიმძლავრის ფემტოწამილაზერულიაქვს დიდი გამოყენების მნიშვნელობა სამეცნიერო კვლევებსა და სამრეწველო სფეროებში, როგორიცაა ტერაჰერცის გენერაცია, ატოწამური პულსის გენერაცია და ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი.მოდში ჩაკეტილი ლაზერებიტრადიციული ბლოკ-გამდიდრების მედიაზე დაფუძნებული შეზღუდულია თერმული ლინზირების ეფექტით მაღალი სიმძლავრის დროს და ამჟამად მაქსიმალური გამომავალი სიმძლავრე არის დაახლოებით 20 W.

თხელი ფურცლის ლაზერი იყენებს მრავალგადასასვლელ ტუმბოს სტრუქტურას ასახვის მიზნითტუმბოს შუქი100 მიკრონი სისქის ფურცელამდე ტუმბოს მაღალი ეფექტურობის შთანთქმისთვის. უკიდურესად თხელი გამაძლიერებელი საშუალება, რომელიც შერწყმულია უკანა გაგრილების ტექნოლოგიასთან, მნიშვნელოვნად ამცირებს თერმული ლინზის ეფექტის და არაწრფივი ეფექტის გავლენას და შეუძლია მიაღწიოს უფრო მაღალი სიმძლავრის ფემტოწამის პულსის გამომუშავებას.
ვაფლის ოსცილატორები კერრის ლინზების რეჟიმის ჩაკეტვის ტექნოლოგიასთან ერთად არის მთავარი საშუალება მაღალი საშუალო სიმძლავრის ლაზერის გამომავალი პულსის სიგანით ფემტოწამის რიგითობის მისაღებად.

ნახ. 1 (ა) 72 ოპტიკური სტრუქტურის დიაგრამა და (ბ) ტუმბოს მოდულის ფიზიკური დიაგრამა

ჩინეთის მეცნიერებათა აკადემიის მკვლევართა ჯგუფმა დააპროექტა და ააშენა Kerr ლინზების რეჟიმში ჩაკეტილი ფურცლის ლაზერი, რომელიც ეფუძნება თვითგანვითარებულ 72-გზის ტუმბოს მოდულს და შეიმუშავა Kerr ლინზების რეჟიმში ჩაკეტილი ფურცლის ლაზერი უმაღლესი საშუალო სიმძლავრის და ერთიანი. პულსის ენერგია ჩინეთში.
კერის ლინზების რეჟიმის ჩაკეტვის პრინციპზე და ABCD მატრიცის განმეორებითი გაანგარიშების საფუძველზე, მკვლევარმა ჯგუფმა პირველად გააანალიზა კერრის ლინზების რეჟიმის ჩამკეტი ლაზერის თხელი ფირფიტის რეჟიმის დაბლოკვის თეორია, მოახდინა რეზონატორში რეჟიმის ცვლილებების სიმულაცია რეჟიმის ჩაკეტვის დროს. და უწყვეტი მუშაობა და დაადასტურა, რომ ღრუს რეჟიმის რადიუსი მყარ დიაფრაგმაზე შემცირდება 7%-ზე მეტით რეჟიმის ჩაკეტვის შემდეგ.

შემდგომში, დიზაინის პრინციპით ხელმძღვანელობით, კვლევითმა ჯგუფმა შეიმუშავა და ააშენა კერის ლინზების რეჟიმით ჩაკეტილი რეზონატორი (სურათი 2) ჯგუფის მიერ დამოუკიდებლად შემუშავებული 72-გზის ტუმბოს მოდულის (Fig.1) საფუძველზე და მიიღო იმპულსური ლაზერი. გამომავალი საშუალო სიმძლავრით 11,78 W, პულსის სიგანე 245 fs და ერთი პულსის ენერგია 0,14 μJ 72 W სატუმბი დროს. გამომავალი პულსის სიგანე და შიდა ღრუს რეჟიმის ცვალებადობა კარგად შეესაბამება სიმულაციის შედეგებს.

ნახ. 2 ექსპერიმენტში გამოყენებული კერრის ლინზების რეჟიმით ჩაკეტილი Yb:YAG ვაფლის ლაზერის რეზონანსული ღრუს სქემატური დიაგრამა

ლაზერის გამომავალი სიმძლავრის გასაუმჯობესებლად, მკვლევარმა ჯგუფმა გაზარდა ფოკუსირებული სარკის გამრუდების რადიუსი და დააზუსტა კერის საშუალო სისქე და მეორე რიგის დისპერსია. როდესაც ტუმბოს სიმძლავრე დაყენდა 94 ვტ-ზე, საშუალო გამომავალი სიმძლავრე გაიზარდა 22,33 ვტ-მდე, ხოლო პულსის სიგანე იყო 394 fs და ერთი პულსის ენერგია იყო 0,28 μJ.

გამომავალი სიმძლავრის შემდგომი გაზრდის მიზნით, მკვლევარი ჯგუფი კიდევ უფრო გაზრდის ფოკუსირებული ჩაზნექილი სარკის წყვილის მრუდის რადიუსს, ხოლო რეზონატორს დაბალ ვაკუუმში დახურულ გარემოში მოათავსებს ჰაერის არეულობის და ჰაერის დისპერსიის გავლენის შესამცირებლად.