66-ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് മോഡ്-ലോക്ക്ഡ് ലേസറിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് ഡിസൈൻ

66-ഫെംറ്റോസെക്കൻഡിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് ഡിസൈൻമോഡ്-ലോക്ക്ഡ് ലേസർ
ഈ 66-ഫെംറ്റോസെക്കൻഡ് മോഡ്-ലോക്ക്ഡ് ലേസർ, നോൺ-റെസിപ്രോക്കൽ ഫേസ് ഷിഫ്റ്ററുള്ള ഒരു ലീനിയർ കാവിറ്റി ഓൾ-പോളറൈസേഷൻ-പരിപാലന യെറ്റർബിയം-ഡോപ്ഡ് ഫൈബർ ലേസർ ആണ്. ഇത് 147 MHz അടിസ്ഥാന ഫ്രീക്വൻസി മോഡ്-ലോക്കിംഗ് കൈവരിക്കുന്നു. ഗ്രേറ്റിംഗുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ, ബാഹ്യ കംപ്രഷനുശേഷം 39.8 nm സ്പെക്ട്രൽ വീതിയും 66 fs പൾസ് വീതിയും ലഭിക്കും. ഉയർന്ന പമ്പ് പവറിൽ, 294.1 MHz, 442.3 MHz എന്നിവയുടെ ആവർത്തന ആവൃത്തികളുള്ള രണ്ടാം-ഓർഡർ, മൂന്നാം-ഓർഡർ ഹാർമോണിക് മോഡ്-ലോക്കിംഗ് കൈവരിക്കുന്നു.

ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് വിവരണം:
റെസൊണേറ്ററിൽ ഇരുവശത്തും സ്പേഷ്യൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഭാഗങ്ങളും മധ്യഭാഗത്ത് പോളറൈസേഷൻ-പരിപാലന ഫൈബർ ഭാഗവും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇടത് സ്പേഷ്യൽ ഭാഗത്ത് ഒരു ടോട്ടൽ റിഫ്ലക്ഷൻ മിറർ (M1), ഒരു λ/8 വേവ് പ്ലേറ്റ് (EWP), ഒരു ഫാരഡെ റൊട്ടേറ്റർ (FR) എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. EWP, FR എന്നിവയുടെ സംയോജനം ഒരു നോൺ-റെസിപ്രോക്കൽ ഫേസ് ഷിഫ്റ്ററായി ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് നോൺ-റെസിപ്രോക്കൽ ഫേസ് ബയസ് നൽകുന്നു, അതുവഴി സ്വയം-ആരംഭിക്കാനുള്ള കഴിവ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. ഫൈബർ ഭാഗത്ത് ഒരു കസ്റ്റം വേവ്ലെന്ത് ഡിവിഷൻ മൾട്ടിപ്ലക്സിംഗ് - കോളിമേറ്റർ (WDM-കോളിമേറ്റർ) സംയോജിത ഉപകരണം, 62 സെ.മീ യെറ്റർബിയം-ഡോപ്പ്ഡ് പോളറൈസേഷൻ-പരിപാലന ഫൈബർ (Yb401-PM, CORACTIVE), ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ കോളിമേറ്റർ (Col) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. 1.4 W പരമാവധി പമ്പ് പവർ ഉള്ള ഒരു സിംഗിൾ-മോഡ് 976 nm ലേസർ ഡയോഡ് (LD) ഉപയോഗിച്ചാണ് ഗെയിൻ ഫൈബർ പമ്പ് ചെയ്യുന്നത്. വലത് സ്പേഷ്യൽ ഭാഗത്ത് ഒരു ഹാഫ്-വേവ് പ്ലേറ്റ് (HWP), ഒരു പോളറൈസേഷൻ ബീം സ്പ്ലിറ്റർ (PBS), ഒരു ഗ്രേറ്റിംഗ് ജോഡി (LightSmyth T-1000-1040-3212-94), ഒരു ടോട്ടൽ റിഫ്ലക്ഷൻ മിറർ (M2) എന്നിവ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. 1000 ലൈനുകൾ/മില്ലീമീറ്റർ ലൈൻ സാന്ദ്രതയുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ ഗ്രേറ്റിംഗ് ജോഡി ഇൻട്രാ-കാവിറ്റി ഡിസ്പർഷൻ നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുന്നു. രണ്ട് ഗ്രേറ്റിംഗുകൾക്കിടയിലുള്ള ദൂരം ഒരു ഘട്ടം ഉപയോഗിച്ച് ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയും. കൊളിമേറ്ററിൽ നിന്ന് ഇരുവശത്തുമുള്ള രണ്ട് റിഫ്ലക്ഷൻ മിററുകളിലേക്കുള്ള ഫ്രീ സ്പേസ് നീളം യഥാക്രമം 5.5 സെന്റിമീറ്ററും 6.5 സെന്റിമീറ്ററുമാണ്. ദിലേസർPBS-ൽ നിന്ന് രേഖീയമായി ധ്രുവീകരിക്കപ്പെട്ട രീതിയിൽ പൾസുകൾ ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നു.
പ്രവർത്തന തത്വം:
ഇൻട്രാകാവിറ്റി ലൂപ്പിലൂടെ കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്ന പ്രാരംഭ നോർമലൈസ്ഡ് പൾസ് PBS-ൽ നിന്ന് ആരംഭിച്ച് M1-ലേക്ക് കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. തുടക്കത്തിൽ, HWP പൾസിനെ രണ്ട് ഓർത്തോഗണൽ ഘടകങ്ങളായി വിഘടിപ്പിക്കുകയും, തുടർന്ന് ധ്രുവീകരണം സംരക്ഷിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിൽ പ്രവേശിക്കുകയും വേഗതയേറിയതും വേഗത കുറഞ്ഞതുമായ അക്ഷങ്ങളിലൂടെ പ്രചരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യും. രണ്ട് ഓർത്തോഗണൽ അക്ഷങ്ങളിലൂടെയുള്ള പൾസുകളുടെ തീവ്രത അനുപാതം HWP-യുടെ ഭ്രമണ ആംഗിൾ (θh) അനുസരിച്ചാണ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിനുള്ളിൽ പ്രചരിപ്പിക്കുമ്പോൾ, നോൺ-ലീനിയർ ഇഫക്റ്റുകൾ കാരണം, ഓർത്തോഗണൽ പോളറൈസ്ഡ് പൾസുകളുടെ അസമമായ തീവ്രത തീവ്രതയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട നോൺ-ലീനിയർ ഫേസ് ഷിഫ്റ്റുകൾക്ക് കാരണമാകും. എൻഡ് മിറർ M1 ഓർത്തോഗണൽ പൾസുകളെ രണ്ടുതവണ ഫേസ് ഷിഫ്റ്ററിലൂടെ കടന്നുപോകാനും ധ്രുവീകരണം സംരക്ഷിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിലേക്ക് മടങ്ങാനും പ്രാപ്തമാക്കുന്നു. ഓർത്തോഗണൽ പൾസുകൾ π/2 നോൺ-റെസിപ്രോക്കൽ ഫേസ് ഷിഫ്റ്റ് നേടുകയും പ്രൊപ്പഗേഷൻ ഒപ്റ്റിക്കൽ അക്ഷം കൈമാറ്റം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. ഓർത്തോഗണൽ പോളറൈസ്ഡ് പൾസുകൾ തമ്മിലുള്ള ഗ്രൂപ്പ് പ്രവേഗ പൊരുത്തക്കേട് ഡീവിയേഷൻ ഇഫക്റ്റിന്റെ നഷ്ടപരിഹാരത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. ഒടുവിൽ, പൾസ് വ്യത്യസ്ത നോൺ-ലീനിയർ ഫേസ് ഷിഫ്റ്റുകൾ ശേഖരിക്കുകയും PBS-ൽ ഇടപെടലിന് വിധേയമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു പോളറൈസർ എന്ന നിലയിൽ, PBS ഉചിതമായ പോളറൈസേഷൻ സ്റ്റേറ്റ് പൾസുകളെ കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ബാക്കിയുള്ളവ കാവിറ്റിയിൽ നിന്ന് പ്രതിഫലിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ ഈ രേഖീയ കാവിറ്റിയിൽ ഒരു കൃത്രിമ സാച്ചുറബിൾ അബ്സോർബറിന്റെ പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.ഒപ്റ്റിക്കൽ ലേസർ. ഗ്രേറ്റിംഗ് ജോഡി ദൂരം 3.2 മില്ലീമീറ്ററായി കുറയ്ക്കുമ്പോൾ, സ്പെക്ട്രത്തിന്റെ ഇടതുവശം ഗണ്യമായി കുത്തനെയുള്ളതായി മാറുന്നു. ഈ സമയത്ത്, കാവിറ്റി നെറ്റ് ഡിസ്‌പർഷൻ പോസിറ്റീവ് ആണ്, കൂടാതെ പരമാവധി സിംഗിൾ-പൾസ് എനർജി 3.57 nJ ലഭിക്കും. ഏറ്റവും വിശാലമായ 39.8 nm സ്പെക്ട്രൽ വീതിയുള്ള പൾസിന്റെ ബാഹ്യ കംപ്രഷൻ വഴി ലഭിക്കുന്ന പൾസ് സെൽഫ്-കോറിലേഷൻ ട്രെയ്‌സ് ഒരു ഗൗസിയൻ ഫംഗ്ഷൻ ഉപയോഗിച്ച് ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, അത് 66 fs ആണ്.