Lazera pelê ya modê-kilîtkirî, lazera ultralez a bi hêz û enerjiya bilind

Femtoçirkeya hêza bilindlazerxwedî nirxek mezin a serîlêdanê ye di lêkolînên zanistî û warên pîşesaziyê de wekî çêkirina terahertz, çêkirina pulsên atoçirkeyan û şehê frekansa optîkî.Lazerên bi Mod-kilîtkirîli ser bingeha medyaya blok-qezenc a kevneşopî bi bandora lenzînga germî di hêza bilind de sînordar in, û niha hêza derana herî zêde nêzîkî 20 W ye.

Lazerê pelê zirav avahiya pompeya pir-derbasbûnê bikar tîne da ku nîşan bideronahiya pompêJi bo vegirtina pompê ya bi karîgeriya bilind, ji bo navgîna destxistina pelê bi qalindahiya 100 mîkron. Navgîna destxistina pir zirav bi teknolojiya paşsarkirinê re têkelkirî bandora bandora lensa germî û bandora ne-xêzik pir kêm dike, û dikare derana pulsê ya femtoçirkeyek bi hêzek bilindtir bi dest bixe.
Osîlatorên waferê yên bi teknolojiya kilîtkirina moda lensê Kerr re amûrên sereke ne ji bo bidestxistina derana lazerê ya hêza navînî ya bilind bi firehiya pulsê ya bi rêza femtoçirkeyan.

WÊNE 1 (a) 72 dîyagrama avahiya optîkî û (b) dîyagrama fîzîkî ya modula pompê

Tîmek lêkolîneran ji Akademiya Zanistî ya Çînê lazerek pelê ya bi kilîtkirina moda lensa Kerr li ser bingeha modula pompê ya 72-alî ya ku bi xwe pêşxistiye sêwirand û çêkir, û lazerek pelê ya bi kilîtkirina moda lensa Kerr bi hêza navînî û enerjiya pulsa yekane ya herî bilind li Çînê pêş xist.
Li ser bingeha prensîba kilîtkirina moda lensa Kerr û hesabkirina dubarekirî ya matrîksa ABCD, tîma lêkolînê pêşî teoriya kilîtkirina modê ya lazera kilîtkirina moda lensa Kerr a plakaya zirav analîz kir, guhertinên modê di rezonatorê de di dema operasyona kilîtkirina modê û xebata domdar de simulasyon kir, û piştrast kir ku nîvkada moda valahiyê li dîyaframa hişk dê piştî kilîtkirina modê ji %7 zêdetir kêm bibe.

Piştre, bi rêberiya prensîba sêwirandinê, tîma lêkolînê rezonatorek bi moda lensa Kerr-kilîtkirî (WÊNE 2) li ser bingeha modula pompê ya 72-alî (WÊNE 1) ku bi awayekî serbixwe ji hêla tîmê ve hatî pêşve xistin sêwirand û çêkir, û derana lazerê ya pulsasyonkirî bi hêzek navînî ya 11.78W, firehiya pulsê ya 245 fs û enerjiya yek pulsê ya 0.14μJ di dema pompê ya 72 W de bi dest xist. Firehiya pulsa derketinê û guherîna moda navçavîtîyê bi encamên simulasyonê re li hev dikin.

WÊNE 2 Nexşeya şematîk a valahiya rezonansê ya lazera wafer Yb:YAG ya bi moda lenza Kerr ve girêdayî ku di ceribandinê de hatiye bikar anîn.

Ji bo baştirkirina hêza derana lazerê, tîma lêkolînê nîvcoya xêzbûna neynika fokuskirinê zêde kir, û qalindahiya navîn a Kerr û belavbûna rêza duyemîn baştir kir. Dema ku hêza pompê li ser 94 W hate danîn, hêza derana navînî hate zêdekirin bo 22.33 W, û firehiya pulsê 394 fs bû û enerjiya pulsa yekane 0.28 μJ bû.

Ji bo zêdekirina hêza derketinê, tîma lêkolînê dê radiusa xêzbûnê ya cotek neynika konkav a fokuskirî zêde bike, di heman demê de rezonatorê di hawîrdorek girtî ya valahiyek kêm de bicîh bike da ku bandora tevliheviya hewayê û belavbûna hewayê kêm bike.