Σχεδιασμός οπτικής διαδρομής του 66-φεμτοδευτερολέπτουλέιζερ με κλειδωμένη λειτουργία
Αυτό το λέιζερ κλειδώματος λειτουργίας 66 φεμτοδευτερολέπτων είναι ένα λέιζερ οπτικών ινών με προσμίξεις υττερβίου και γραμμική κοιλότητα, διατηρώντας πλήρως την πόλωση, με μη αμοιβαίο μετατοπιστή φάσης. Επιτυγχάνει κλείδωμα λειτουργίας βασικής συχνότητας 147 MHz. Ρυθμίζοντας την απόσταση μεταξύ των πλεγμάτων, επιτυγχάνεται φασματικό πλάτος 39,8 nm και πλάτος παλμού 66 fs μετά από εξωτερική συμπίεση. Σε υψηλή ισχύ αντλίας, επιτυγχάνεται κλείδωμα λειτουργίας αρμονικών δεύτερης και τρίτης τάξης με συχνότητες επανάληψης 294,1 MHz και 442,3 MHz.
Περιγραφή οπτικής διαδρομής:
Ο συντονιστής αποτελείται από τα χωρικά οπτικά μέρη και στις δύο πλευρές και το τμήμα οπτικής ίνας που διατηρεί την πόλωση στο μέσο. Το αριστερό χωρικό μέρος περιλαμβάνει έναν καθρέφτη ολικής ανάκλασης (M1), μια πλάκα κύματος λ/8 (EWP) και έναν περιστροφέα Faraday (FR). Ο συνδυασμός EWP και FR μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μη αμοιβαίος μετατοπιστής φάσης, παρέχοντας μη αμοιβαία πόλωση φάσης, ενισχύοντας έτσι την ικανότητα αυτόματης εκκίνησης. Το τμήμα οπτικής ίνας αποτελείται από μια ενσωματωμένη συσκευή πολυπλεξίας διαίρεσης μήκους κύματος - collimator (WDM-Collimator), μια οπτική ίνα διατήρησης πόλωσης με πρόσμιξη υττερβίου 62 cm (Yb401-PM, CORACTIVE) και έναν collimator οπτικής ίνας (Col). Η οπτική ίνα κέρδους αντλείται από μια μονοτροπική δίοδο λέιζερ (LD) 976 nm με μέγιστη ισχύ άντλησης 1,4 W. Το δεξί χωρικό μέρος αποτελείται από μια πλάκα ημικύματος (HWP), έναν διαχωριστή δέσμης πόλωσης (PBS), ένα ζεύγος πλέγματος (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) και έναν καθρέφτη ολικής ανάκλασης (M2). Το ζεύγος πλέγματος μετάδοσης με πυκνότητα γραμμής 1000 γραμμές/mm παρέχει αντιστάθμιση διασποράς εντός της κοιλότητας. Η απόσταση μεταξύ των δύο πλεγμάτων μπορεί να ρυθμιστεί από ένα στάδιο. Το μήκος ελεύθερου χώρου από τον κατευθυντήρα έως τους δύο καθρέφτες ανάκλασης και στις δύο πλευρές είναι 5,5 cm και 6,5 cm αντίστοιχα. Τολέιζερεξάγει παλμούς με γραμμικά πολωμένο τρόπο από το PBS.
Αρχή λειτουργίας:
Ο αρχικός κανονικοποιημένος παλμός που μεταδίδεται μέσω του ενδοκοιλιακού βρόχου ξεκινά από το PBS και μεταδίδεται στο M1. Αρχικά, το HWP θα αποσυνθέσει τον παλμό σε δύο ορθογώνιες συνιστώσες και στη συνέχεια θα εισέλθει στην οπτική ίνα που διατηρεί την πόλωση και θα διαδοθεί κατά μήκος των γρήγορων και αργών αξόνων. Η αναλογία έντασης των παλμών κατά μήκος των δύο ορθογώνιων αξόνων καθορίζεται από τη γωνία περιστροφής (θh) του HWP. Κατά τη διάδοση εντός της οπτικής ίνας, λόγω μη γραμμικών φαινομένων, η ασύμμετρη ένταση των ορθογώνιων πολωμένων παλμών θα προκαλέσει μη γραμμικές μετατοπίσεις φάσης που σχετίζονται με την ένταση. Το τελικό κάτοπτρο M1 επιτρέπει στους ορθογώνιους παλμούς να διέρχονται από τον μετατοπιστή φάσης δύο φορές και να επιστρέφουν στην οπτική ίνα που διατηρεί την πόλωση. Οι ορθογώνιοι παλμοί αποκτούν μια μη αμοιβαία μετατόπιση φάσης π/2 και ανταλλάσσουν τον οπτικό άξονα διάδοσης. Η αναντιστοιχία ταχύτητας ομάδας μεταξύ των ορθογώνιων πολωμένων παλμών οδηγεί στην αντιστάθμιση του φαινομένου απόκλισης. Τέλος, ο παλμός συσσωρεύει διαφορετικές μη γραμμικές μετατοπίσεις φάσης και υφίσταται παρεμβολή στο PBS. Ως πολωτής, το PBS επιτρέπει τη διέλευση των κατάλληλων παλμών κατάστασης πόλωσης, ενώ οι υπόλοιποι ανακλώνται έξω από την κοιλότητα. Αυτή η διαδικασία παίζει τον ρόλο ενός τεχνητού απορροφητή κορεσμού σε αυτήν την γραμμική κοιλότητα.οπτικό λέιζερΌταν η απόσταση του ζεύγους πλέγματος μειωθεί περαιτέρω στα 3,2 mm, το αριστερό άκρο του φάσματος γίνεται σημαντικά πιο απότομο. Σε αυτή τη φάση, η καθαρή διασπορά της κοιλότητας είναι θετική και επιτυγχάνεται η μέγιστη ενέργεια ενός παλμού 3,57 nJ. Το ίχνος αυτοσυσχέτισης παλμού που λαμβάνεται με εξωτερική συμπίεση του παλμού με το ευρύτερο φασματικό πλάτος 39,8 nm προσαρμόζεται από μια Γκαουσιανή συνάρτηση, η οποία είναι 66 fs.
Ώρα δημοσίευσης: 25 Φεβρουαρίου 2026