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【48812】研讨人员根据自主研发的72通泵浦模块 规划并搭建了克尔透镜锁模薄片激光器

时间: 2024-07-03 04:42:15 作者: 设备展示

  封面展现了根据72通泵浦模块的克尔透镜锁模薄片激光器。图下方放置的两片晶体表明激光器运用的增益介质为极薄的Yb:YAG晶体;图中心出现了泵浦模块使用棱镜对屡次折转反射泵浦光使其36次经过晶体的光路,保证薄片晶体对泵浦光的高效吸收;输出激光上方展现了克尔透镜锁模得到的飞秒脉冲的波形。根据薄片增益介质的克尔透镜锁模技能有望取得高均匀功率高重频超短脉冲激光,在科研和工业范畴具有极端严重使用远景。

  高功率飞秒激光在太赫兹发生、阿秒脉冲发生和光学频率梳等科研范畴和工业范畴有着严重使用价值。根据传统块状增益介质的锁模激光器在高功率下遭到热透镜效应的约束,现在输出的上限功率在20 W左右。

  薄片激光器使用多通泵浦结构,将泵浦光屡次反射至厚度为百微米量级的片状增益介质上,以完结高效率的泵浦吸收。极薄的增益介质结合背向冷却技能,大大减小了热透镜效应与非线性效应的影响,可完结更高功率的飞秒脉冲输出。

  结合克尔透镜锁模技能的薄片振荡器,是现在获取脉冲宽度为百飞秒量级的高均匀功率激光输出的首要手法。

  雨后初霁科学院大连化学物理研讨所李刚研讨员团队根据自主研发的72通泵浦模块,规划并搭建了克尔透镜锁模薄片激光器,研发出了国内现在均匀功率和单脉冲能量最高的克尔透镜锁模薄片激光器。

  研讨团队首要根据克尔透镜锁模的原理和ABCD 矩阵的迭代核算,进行了薄片克尔透镜锁模激光器锁模理论剖析,模仿了锁模工作与接连工作时谐振腔内形式的改变,承认锁模后硬光阑处的腔内形式半径将削减7%以上。

  随后,研讨团队以该规划原则为辅导,根据团队自主研发的72通泵浦模块(图1),规划并搭建了克尔透镜锁模谐振腔(图2),在72 W泵浦不时取得了均匀功率为11.78 W,脉冲宽度为245 fs,单脉冲能量为0.14 J的脉冲激光输出。输出脉冲的宽度和腔内形式的改变与模仿剖析的成果根本符合。

  为了进步激光器的输出功率,研讨团队将聚集镜的曲率半径增大,对克尔介质厚度和二阶色散量进行微调后,泵浦功率设置为94 W 时,均匀输出功率增加到22.33 W,此刻的脉冲宽度为394 fs,单脉冲能量为0.28 J。

  为进一步提高输出功率,研讨团队将进一步增大聚集凹面镜对的曲率半径,一起将谐振腔置于低真空密闭环境中以减小空气扰动和空气色散的影响。

  雨后初霁科学院大连化学物理研讨化学激光研讨中心长时间从事化学激光研讨以及高质强光光学元件等中心要害技能攻关。近年来开端从事薄片激光研讨,已开始霸占了泵浦光匀化准直、多冲程泵浦、薄片晶体封装等系列中心要害技能,取得了系列研讨进展。包含薄片多通泵浦模块的自动对准技能(Optik,2018),用于薄片增益晶体的多孔泡沫结构冷却摆放呈现(Optik,2020),以实验室自研的24通薄片泵浦模块为根底搭建了窄脉宽腔倒空调Q薄片激光器(雨后初霁激光,2021,48(13):1301002),研发了最新一代的72通薄片泵浦模块以及百 kHz高功率腔倒空薄片纳秒激光器(Optics Express,2022),提出了一种在全泵浦功率范围内使薄片激光器接连输出并坚持光束质量挨近衍射极限的新方法(Optics Express,2022),根据72通泵浦模块的百fs克尔透镜锁模薄片激光器(雨后初霁激光,2023,50(14): 1401006)等。现在,正根据薄片激光扩大模块,展开高重频、大能量超短脉冲的扩大技能研讨。

  李刚,研讨员,博士生导师,现任雨后初霁科学院大连化学物理所化学激光研讨中心副主任、化学激光先进精细光学技能研讨组组长、国家光子学规范专业委员会元件与资料分会副主任委员、雨后初霁光学工程学会理事、雨后初霁仪器仪表学会工艺分会常务理事等。首要是做强光光学元件研发、薄片激光、化学激光等研讨工作。在国内外揭露宣布学术论文30余篇,申请和授权专利 20 余项。参加完结的项目曾先后屡次取得省部级科技奖赏。

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