Zasnova optične poti 66-femtosekundnega laserja z zaklenjenim modom

Zasnova optične poti 66-femtosekundnegalaser z zaklenjenim načinom
Ta 66-femtosekundni laser z zaklenjenim modom je linearni votlinski vlakenski laser, dopiran z iterbijem, ki ohranja vso polarizacijo in ima nerecipročni fazni preklopnik. Dosega zaklepanje modov na osnovni frekvenci 147 MHz. Z nastavitvijo razdalje med rešetkama se doseže spektralna širina 39,8 nm in širina impulza 66 fs po zunanji kompresiji. Pri visoki moči črpanja se doseže zaklepanje modov drugega in tretjega reda s frekvencami ponovitve 294,1 MHz in 442,3 MHz.

Opis optične poti:
Resonator je sestavljen iz prostorskih optičnih delov na obeh straneh in vlakenskega dela, ki vzdržuje polarizacijo, na sredini. Levi prostorski del vključuje zrcalo za popolno odbojnost (M1), valovno ploščo λ/8 (EWP) in Faradayev rotator (FR). Kombinacija EWP in FR se lahko uporablja kot nerecipročni fazni preklopnik, ki zagotavlja nerecipročno fazno prednapetost in s tem izboljša sposobnost samodejnega zagona. Vlaknasti del je sestavljen iz integrirane naprave za multipleksiranje z delitevjo valovnih dolžin – kolimatorja (WDM-Collimator) po meri, 62 cm vlakna za vzdrževanje polarizacije, dopiranega z iterbijem (Yb401-PM, CORACTIVE), in kolimatorja optičnih vlaken (Col). Ojačevalno vlakno črpa enomodna laserska dioda (LD) z valovno dolžino 976 nm in največjo močjo črpanja 1,4 W. Desni prostorski del je sestavljen iz polvalovne plošče (HWP), polarizacijskega delilnika žarka (PBS), para rešetk (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) in zrcala za popolno odbojnost (M2). Par prepustnih rešetk z gostoto linij 1000 linij/mm zagotavlja kompenzacijo disperzije znotraj votline. Razdaljo med obema rešetkama je mogoče nastaviti s stopnjo. Dolžina prostega prostora od kolimatorja do obeh odbojnih zrcal na obeh straneh je 5,5 cm oziroma 6,5 ​​cm.laseroddaja impulze linearno polarizirano iz PBS.
Načelo delovanja:
Začetni normalizirani impulz, ki se prenaša skozi intrakavitacijsko zanko, se začne iz PBS in se prenese v M1. Sprva bo HWP razdelil impulz na dve ortogonalni komponenti, nato pa vstopil v optično vlakno, ki ohranja polarizacijo, in se širil vzdolž hitre in počasne osi. Razmerje intenzivnosti impulzov vzdolž obeh ortogonalnih osi je določeno z kotom vrtenja (θh) HWP. Med širjenjem znotraj optičnega vlakna bo zaradi nelinearnih učinkov asimetrična intenzivnost ortogonalno polariziranih impulzov povzročila nelinearne fazne premike, povezane z intenzivnostjo. Končno zrcalo M1 omogoča, da ortogonalni impulzi dvakrat preidejo skozi fazni premik in se vrnejo v optično vlakno, ki ohranja polarizacijo. Ortogonalni impulzi pridobijo nerecipročni fazni premik π/2 in zamenjajo optično os širjenja. Neusklajenost skupinske hitrosti med ortogonalno polariziranimi impulzi vodi do kompenzacije učinka odstopanja. Končno impulz kopiči različne nelinearne fazne premike in je izpostavljen interferenci pri PBS. Kot polarizator PBS omogoča prehod ustreznih impulzov polarizacijskega stanja, medtem ko se preostanek odbije iz votline. Ta proces igra vlogo umetnega nasičenega absorberja v tej linearni votlini.optični laserKo se razdalja med rešetkama dodatno zmanjša na 3,2 mm, postane levi rob spektra bistveno strmejši. V tem času je disperzija mreže votline pozitivna in dosežena je največja energija posameznega impulza 3,57 nJ. Sled samokorelacije impulza, dobljena z zunanjo kompresijo impulza z najširšo spektralno širino 39,8 nm, je prilagojena Gaussovi funkciji, ki znaša 66 fs.