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 šupljinski vlaknasti laser dopiran iterbijem, s održavanjem sve polarizacije i nerecipročnim faznim pomakom. Postiže zaključavanje moda na osnovnoj frekvenciji 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 s 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 zrcalo potpune refleksije (M1), valnu ploču λ/8 (EWP) i Faradayev rotator (FR). Kombinacija EWP-a i FR-a može se koristiti kao nerecipročni fazni pomakivač, osiguravajući nerecipročnu faznu pristranost, čime se poboljšava sposobnost samopokretanja. Dio s vlaknima sastoji se od integriranog uređaja za multipleksiranje valnih duljina - kolimatora (WDM-Collimator), 62 cm vlakna za održavanje polarizacije dopiranog iterbijem (Yb401-PM, CORACTIVE) i kolimatora optičkih vlakana (Col). Vlakno za pojačanje pumpa se jednomodnom laserskom diodom (LD) od 976 nm s maksimalnom snagom pumpanja od 1,4 W. Desni prostorni dio sastoji se od poluvalne ploče (HWP), razdjelnika polarizacijskog snopa (PBS), para rešetki (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) i zrcala za potpunu refleksiju (M2). Par rešetki za prijenos s gustoćom linija od 1000 linija/mm osigurava kompenzaciju disperzije unutar šupljine. Udaljenost između dvije rešetke može se podesiti pomoću stalka. Duljina slobodnog prostora od kolimatora do dvaju reflektijskih zrcala s obje strane iznosi 5,5 cm odnosno 6,5 cm.laseršalje impulse na linearno polariziran način iz PBS-a.
Princip rada:
Početni normalizirani impuls koji se prenosi kroz intrakavitacijsku petlju počinje od PBS-a i prenosi se na M1. U početku će HWP rastaviti impuls na dvije ortogonalne komponente, a zatim ući u optičko vlakno koje čuva polarizaciju i širiti se duž brze i spore osi. Omjer intenziteta impulsa duž dvije ortogonalne osi određen je kutom rotacije (θh) HWP-a. Tijekom širenja unutar optičkog vlakna, zbog nelinearnih efekata, asimetrični intenzitet ortogonalno polariziranih impulsa uzrokovat će nelinearne fazne pomake povezane s intenzitetom. Krajnje zrcalo M1 omogućuje ortogonalnim impulsima da dva puta prođu kroz fazni pomak i vrate se u optičko vlakno koje čuva polarizaciju. Ortogonalni impulsi postižu nerecipročni fazni pomak od π/2 i zamjenjuju optičku os širenja. Neusklađenost grupne brzine između ortogonalno polariziranih impulsa dovodi do kompenzacije efekta odstupanja. Konačno, impuls akumulira različite nelinearne fazne pomake i podliježe interferenciji na PBS-u. Kao polarizator, PBS omogućuje prolaz impulsa odgovarajućeg stanja polarizacije, dok se ostatak reflektira iz šupljine. Ovaj proces igra ulogu umjetnog zasićenog apsorbera u ovoj linearnoj šupljinioptički laserKada se udaljenost para rešetki dodatno smanji na 3,2 mm, lijevi rub spektra postaje znatno strmiji. U tom trenutku, disperzija mreže šupljine je pozitivna, a postiže se maksimalna energija pojedinačnog impulsa od 3,57 nJ. Trag samokorelacije impulsa dobiven vanjskom kompresijom impulsa s najširom spektralnom širinom od 39,8 nm prilagođen je Gaussovoj funkciji, koja iznosi 66 fs.