Návrh optickej dráhy 66-femtosekundovéholaser s uzamknutým režimom
Tento 66-femtosekundový laser so synchronizáciou módov je lineárny retinovaný vláknový laser dopovaný yterbiom so zachovávajúcou sa polarizáciou a nerecipročným fázovým posunom. Dosahuje synchronizáciu módov so základnou frekvenciou 147 MHz. Nastavením vzdialenosti medzi mriežkami sa dosiahne spektrálna šírka 39,8 nm a šírka impulzu 66 fs po externej kompresii. Pri vysokom výkone čerpania sa dosiahne harmonická synchronizácia módov druhého a tretieho rádu s opakovacími frekvenciami 294,1 MHz a 442,3 MHz.
Popis optickej dráhy:
Rezonátor pozostáva z priestorových optických častí na oboch stranách a vláknovej časti udržiavajúcej polarizáciu v strede. Ľavá priestorová časť obsahuje zrkadlo úplného odrazu (M1), vlnovú platňu λ/8 (EWP) a Faradayov rotátor (FR). Kombinácia EWP a FR sa môže použiť ako nerecipročný fázový posúvač, ktorý zabezpečuje nerecipročné fázové skreslenie, čím sa zvyšuje schopnosť samospúšťania. Vláknová časť pozostáva z integrovaného zariadenia s vlnovým multiplexovaním – kolimátorom (WDM-Collimator), 62 cm yterbiom dopovaného vlákna udržiavajúceho polarizáciu (Yb401-PM, CORACTIVE) a kolimátora optických vlákien (Col). Ziskové vlákno je čerpané jednomódovou laserovou diódou (LD) s vlnovou dĺžkou 976 nm a maximálnym čerpacím výkonom 1,4 W. Pravá priestorová časť pozostáva z polvlnnej dosky (HWP), deliča polarizačného lúča (PBS), mriežkového páru (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) a zrkadla s úplným odrazom (M2). Prenosový mriežkový pár s hustotou čiar 1000 čiar/mm zabezpečuje kompenzáciu disperzie v dutine. Vzdialenosť medzi dvoma mriežkami je možné nastaviť pomocou stupienka. Dĺžka voľného priestoru od kolimátora k dvom odrazovým zrkadlám na oboch stranách je 5,5 cm a 6,5 cm.laservysiela impulzy lineárne polarizovaným spôsobom z PBS.
Princíp fungovania:
Počiatočný normalizovaný impulz prenášaný cez intrakavitálnu slučku začína z PBS a je prenášaný do M1. HWP (Heavy Wide Wrap - vysokofrekvenčný vlnovod) rozloží impulz na dve ortogonálne zložky a potom vstúpi do optického vlákna zachovávajúceho polarizáciu a šíri sa pozdĺž rýchlej a pomalej osi. Pomer intenzity impulzov pozdĺž dvoch ortogonálnych osí je určený uhlom natočenia (θh) HWP. Počas šírenia v optickom vlákne, v dôsledku nelineárnych efektov, asymetrická intenzita ortogonálne polarizovaných impulzov spôsobí nelineárne fázové posuny súvisiace s intenzitou. Koncové zrkadlo M1 umožňuje ortogonálnym impulzom dvakrát prejsť fázovým posúvačom a vrátiť sa do optického vlákna zachovávajúceho polarizáciu. Ortogonálne impulzy získajú nerecipročný fázový posun π/2 a vymenia si optickú os šírenia. Nesúlad skupinovej rýchlosti medzi ortogonálne polarizovanými impulzmi vedie ku kompenzácii efektu odchýlky. Nakoniec impulz akumuluje rôzne nelineárne fázové posuny a podlieha interferencii na PBS. Ako polarizátor PBS umožňuje prechod impulzov s príslušným polarizačným stavom, zatiaľ čo zvyšok sa odráža z dutiny. Tento proces zohráva úlohu umelého saturovateľného absorbéra v tejto lineárnej dutineoptický laserKeď sa vzdialenosť mriežkového páru ďalej zníži na 3,2 mm, ľavý okraj spektra sa stáva výrazne strmším. V tomto čase je disperzia siete dutiny kladná a dosahuje sa maximálna energia jedného impulzu 3,57 nJ. Samokorelačná stopa impulzu získaná externou kompresiou impulzu s najširšou spektrálnou šírkou 39,8 nm je fitovaná Gaussovou funkciou, ktorá je 66 fs.
Čas uverejnenia: 25. februára 2026