你我YbYAG陶瓷激光器输出锁模脉冲
Yb:YAG陶瓷激光器输出锁模脉冲
掺杂陶瓷将成为未来多种二极管泵浦固体激光器的增益介质,如果能得到合适加工的话,陶瓷增益材料能够获得晶体增益材料的透明度及性能,同时还具备加工更加简便快捷的优势。此外,与单晶相比,陶瓷更加坚固耐用,更加耐受热震。
日本茨城大学以及RIKEN公司的研究人员已经演示了首台Yb:YAG锁模陶瓷激光器。这个不采用克尔透镜锁模的二极管泵浦的陶瓷激光器,能产生最短的脉冲:平均功率25mW时脉宽为286fs,平均功率250mW时脉宽为417fs,波长均在1030nm波段。平均功率20mW时脉宽为233fs,波长1048.3nm。
实验中,光纤耦合的940nm激光二极管的光纤输出端通过中继透镜成像后对陶瓷进行泵浦,最大泵浦功率为26.6W。Yb:YAG安装在水冷铜块上,置于两面曲面腔镜之间。锁模运转采用半导体可饱和吸收镜。吸收镜在1030nm可饱和吸收2015年“双11”期间6.8亿个包裹为2%,饱和能流为70 J/cm2,弛当负荷不能再上升时豫时间常数为500fs。
采用1%的输出定期对实验机保养检验耦合,激光器在1033.3nm处输出宽度为417fs、重复频率为91MHz的脉冲,谱宽为3.02nm。采用0.1%的输出耦合,脉宽降为286fs,谱宽为4.51nm,中心波长为1033.5nm(更低的输出耦合提升腔内功率,允许激光器以更大的谱宽振荡从而减小脉宽)。采用相同的0.1%该工艺还集成了Trexel公司的MuCell微孔发泡技术输出耦合,但对光学组件进行若干调整,锁模脉冲中心波长移至1048.3nm,谱宽5.20nm,脉宽233fs(如图)。研究人员称1050nm波段的脉宽更短。
图:对于1048.3nm的锁模脉冲,sech2拟合的自相关迹表明,脉冲半高全宽为233fs。该脉冲是由Yb:YAG陶瓷激光器产生的。
有望获得亚百飞秒脉冲
在以前的测试中,研究人员测量了室温下13.8W吸收泵浦功率、不同输出耦合的条件下,Yb:YAG陶瓷的调谐能力。输出耦合10%对应的调谐范围为52.64nm,最大功率为4.41W;输出耦合1%对应的调谐范围为104.52nm,最大功率为1.40W。输出耦合0.1%对应的调谐范围为118.31nm。据研究人员称,这样宽的调谐范围表明Yb:YAG陶瓷可用于产生亚百飞秒级的脉冲。 (end)
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