മോഡ് ലോക്ക് ചെയ്ത ഷീറ്റ് ലേസർ, പവർ ഹൈ എനർജി അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ലേസർ

ഉയർന്ന ശക്തി ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ്ലേസർടെറാഹെർട്‌സ് ജനറേഷൻ, അറ്റോസെക്കൻഡ് പൾസ് ജനറേഷൻ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോംബ് എന്നിവ പോലുള്ള ശാസ്ത്ര ഗവേഷണത്തിലും വ്യാവസായിക മേഖലകളിലും മികച്ച ആപ്ലിക്കേഷൻ മൂല്യമുണ്ട്.മോഡ്-ലോക്ക് ചെയ്ത ലേസർപരമ്പരാഗത ബ്ലോക്ക്-ഗെയിൻ മീഡിയയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഉയർന്ന പവറിൽ തെർമൽ ലെൻസിങ് ഇഫക്റ്റ് പരിമിതപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്നു, നിലവിൽ പരമാവധി ഔട്ട്പുട്ട് പവർ ഏകദേശം 20 W ആണ്.

നേർത്ത ഷീറ്റ് ലേസർ പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്നതിന് മൾട്ടി-പാസ് പമ്പ് ഘടന ഉപയോഗിക്കുന്നുപമ്പ് ലൈറ്റ്ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള പമ്പ് ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിനായി 100 മൈക്രോൺ കട്ടിയുള്ള ഷീറ്റ് ഗെയിൻ മീഡിയത്തിലേക്ക്. ബാക്ക്‌കൂളിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് വളരെ നേർത്ത നേട്ടം മീഡിയം തെർമൽ ലെൻസ് ഇഫക്റ്റിൻ്റെയും നോൺലീനിയർ ഇഫക്റ്റിൻ്റെയും സ്വാധീനം വളരെ കുറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ ഉയർന്ന പവർ ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് പൾസ് ഔട്ട്‌പുട്ട് നേടാനും കഴിയും.
കെർ ലെൻസ് മോഡ്-ലോക്കിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന വേഫർ ഓസിലേറ്ററുകൾ ഫെംറ്റോസെക്കൻഡിൻ്റെ ക്രമത്തിൽ പൾസ് വീതിയുള്ള ഉയർന്ന ശരാശരി പവർ ലേസർ ഔട്ട്പുട്ട് നേടുന്നതിനുള്ള പ്രധാന മാർഗമാണ്.

അത്തിപ്പഴം. 1 (എ) 72 ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടന ഡയഗ്രം, (ബി) പമ്പ് മൊഡ്യൂളിൻ്റെ ഫിസിക്കൽ ഡയഗ്രം

ചൈനീസ് അക്കാദമി ഓഫ് സയൻസസിലെ ഒരു സംഘം ഗവേഷകർ സ്വയം വികസിപ്പിച്ച 72-വേ പമ്പ് മൊഡ്യൂളിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു കെർ ലെൻസ് മോഡ്-ലോക്ക് ചെയ്ത ഷീറ്റ് ലേസർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു, കൂടാതെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന ശരാശരി പവറും സിംഗിളും ഉള്ള ഒരു കെർ ലെൻസ് മോഡ്-ലോക്ക് ഷീറ്റ് ലേസർ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ചൈനയിലെ പൾസ് ഊർജ്ജം.
കെർ ലെൻസ് മോഡ് ലോക്കിംഗ് തത്വവും എബിസിഡി മാട്രിക്സിൻ്റെ ആവർത്തന കണക്കുകൂട്ടലും അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഗവേഷക സംഘം ആദ്യം നേർത്ത പ്ലേറ്റ് കെർ ലെൻസ് മോഡ്-ലോക്കിംഗ് ലേസറിൻ്റെ മോഡ് ലോക്കിംഗ് സിദ്ധാന്തം വിശകലനം ചെയ്തു, മോഡ് ലോക്കിംഗ് ഓപ്പറേഷൻ സമയത്ത് റെസൊണേറ്ററിലെ മോഡ് മാറ്റങ്ങൾ അനുകരിക്കുന്നു. കൂടാതെ തുടർച്ചയായ പ്രവർത്തനവും, മോഡ് ലോക്കിംഗിന് ശേഷം ഹാർഡ് ഡയഫ്രത്തിലെ കാവിറ്റി മോഡ് ആരം 7%-ൽ കൂടുതൽ കുറയുമെന്ന് സ്ഥിരീകരിച്ചു.

തുടർന്ന്, ഡിസൈൻ തത്വമനുസരിച്ച്, ഗവേഷണ സംഘം, ടീം സ്വതന്ത്രമായി വികസിപ്പിച്ച 72-വേ പമ്പ് മൊഡ്യൂളിനെ (FIG.1) അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു കെർ ലെൻസ് മോഡ്-ലോക്ക് ചെയ്ത റെസൊണേറ്റർ (FIG. 2) രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്തു, കൂടാതെ ഒരു പൾസ്ഡ് ലേസർ ലഭിച്ചു. 11.78W ശരാശരി പവർ, 245 fs പൾസ് വീതി, 72 W പമ്പിംഗ് സമയത്ത് 0.14μJ ഒരൊറ്റ പൾസ് ഊർജ്ജം. ഔട്ട്പുട്ട് പൾസിൻ്റെ വീതിയും ഇൻട്രാകാവിറ്റി മോഡിൻ്റെ വ്യതിയാനവും സിമുലേഷൻ ഫലങ്ങളുമായി നല്ല യോജിപ്പിലാണ്.

അത്തിപ്പഴം. 2 പരീക്ഷണത്തിൽ ഉപയോഗിച്ച കെർ ലെൻസ് മോഡ് ലോക്ക് ചെയ്ത Yb:YAG വേഫർ ലേസറിൻ്റെ അനുരണന അറയുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം

ലേസറിൻ്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി, ഗവേഷക സംഘം ഫോക്കസിംഗ് മിററിൻ്റെ വക്രത ആരം വർദ്ധിപ്പിച്ചു, കൂടാതെ കെർ മീഡിയം കനം, രണ്ടാം ഓർഡർ ഡിസ്പർഷൻ എന്നിവ നന്നായി ട്യൂൺ ചെയ്തു. പമ്പ് പവർ 94 W ആയി സജ്ജീകരിച്ചപ്പോൾ, ശരാശരി ഔട്ട്പുട്ട് പവർ 22.33 W ആയി വർദ്ധിച്ചു, പൾസ് വീതി 394 fs ഉം സിംഗിൾ പൾസ് ഊർജ്ജം 0.28 μJ ഉം ആയിരുന്നു.

ഔട്ട്‌പുട്ട് പവർ കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഗവേഷണ സംഘം ഫോക്കസ് ചെയ്‌ത കോൺകേവ് മിറർ ജോഡിയുടെ വക്രത ആരം വർദ്ധിപ്പിക്കും, അതേസമയം വായു അസ്വസ്ഥതയുടെയും വായു വ്യാപനത്തിൻ്റെയും സ്വാധീനം കുറയ്ക്കുന്നതിന് റെസൊണേറ്ററിനെ കുറഞ്ഞ വാക്വം അടച്ച അന്തരീക്ഷത്തിൽ സ്ഥാപിക്കും.