Dizajn optičkog puta lasera sa zaključanim modom od 66 femtosekundi

Dizajn optičkog puta 66-femtosekundnoglaser sa zaključanim modom
Ovaj 66-femtosekundni laser sa zaključanim modom je linearni laser sa iterbijem dopiranim vlaknima, održavanjem sve polarizacije i nerecipročnim faznim pomjeračem. Postiže zaključavanje moda osnovne frekvencije od 147 MHz. Podešavanjem udaljenosti između rešetki, postiže se spektralna širina od 39,8 nm i širina impulsa od 66 fs nakon vanjske kompresije. Pri velikoj snazi ​​pumpe postiže se zaključavanje moda drugog i trećeg reda harmonika sa frekvencijama ponavljanja od 294,1 MHz i 442,3 MHz.

Opis optičkog puta:
Rezonator se sastoji od prostornih optičkih dijelova s ​​obje strane i dijela s vlaknima za održavanje polarizacije u sredini. Lijevi prostorni dio uključuje ogledalo totalne refleksije (M1), λ/8 talasnu ploču (EWP) i Faradayev rotator (FR). Kombinacija EWP-a i FR-a može se koristiti kao nerecipročni fazni pomjerač, osiguravajući nerecipročnu faznu pristranost, čime se poboljšava sposobnost samopokretanja. Dio s vlaknima sastoji se od prilagođenog integriranog uređaja za multipleksiranje s podjelom valnih duljina - kolimatora (WDM-Collimator), 62 cm vlakna za održavanje polarizacije dopiranog iterbijem (Yb401-PM, CORACTIVE) i kolimatora s optičkim vlaknima (Col). Pojačavajuće vlakno pumpa se jednomodnom laserskom diodom (LD) od 976 nm s maksimalnom snagom pumpanja od 1,4 W. Desni prostorni dio sastoji se od polutalasne ploče (HWP), razdjelnika polarizacijskog snopa (PBS), para rešetki (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) i ogledala za potpunu refleksiju (M2). Par rešetki za transmisiju s gustoćom linija od 1000 linija/mm osigurava kompenzaciju disperzije unutar šupljine. Udaljenost između dvije rešetke može se podesiti pomoću stalka. Dužina slobodnog prostora od kolimatora do dva reflektirajuća ogledala s obje strane je 5,5 cm i 6,5 cm respektivno.laseršalje impulse na linearno polariziran način iz PBS-a.
Princip rada:
Početni normalizovani impuls koji se prenosi kroz intrakavitalnu petlju počinje od PBS-a i prenosi se na M1. U početku, HWP će razložiti impuls na dvije ortogonalne komponente, a zatim ući u optičko vlakno koje čuva polarizaciju i širiti se duž brze i spore ose. Odnos intenziteta impulsa duž dvije ortogonalne ose određen je uglom rotacije (θh) HWP-a. Tokom propagacije unutar optičkog vlakna, zbog nelinearnih efekata, asimetrični intenzitet ortogonalno polarizovanih impulsa će uzrokovati nelinearne fazne pomake povezane s intenzitetom. Krajnje ogledalo M1 omogućava ortogonalnim impulsima da dva puta prođu kroz fazni pomak i vrate se u optičko vlakno koje čuva polarizaciju. Ortogonalni impulsi dobijaju π/2 nerecipročni fazni pomak i zamjenjuju optičku osu propagacije. Neusklađenost grupne brzine između ortogonalno polarizovanih impulsa dovodi do kompenzacije efekta devijacije. Konačno, impuls akumulira različite nelinearne fazne pomake i podliježe interferenciji na PBS-u. Kao polarizator, PBS omogućava prolaz impulsa odgovarajućeg stanja polarizacije, dok se ostatak reflektuje iz šupljine. Ovaj proces igra ulogu umjetnog zasićenog apsorbera u ovoj linearnoj šupljinioptički laserKada se rastojanje između rešetkastih para dodatno smanji na 3,2 mm, lijeva ivica spektra postaje znatno strmija. U ovom trenutku, disperzija mreže šupljine je pozitivna, a dobija se maksimalna energija pojedinačnog impulsa od 3,57 nJ. Trag samokorelacije impulsa dobijen vanjskom kompresijom impulsa sa najširom spektralnom širinom od 39,8 nm fitovan je Gaussovom funkcijom, koja iznosi 66 fs.