Optisk stidesign af 66-femtosekundtilstandslåst laser
Denne 66-femtosekunders mode-låste laser er en lineær kavitets fuldpolarisationsopretholdende ytterbium-doteret fiberlaser med en ikke-reciprok faseskifter. Den opnår 147 MHz grundfrekvens mode-låsning. Ved at justere afstanden mellem gitterne opnås en spektralbredde på 39,8 nm og en pulsbredde på 66 fs efter ekstern kompression. Ved høj pumpeeffekt opnås andenordens og tredjeordens harmonisk mode-låsning med repetitionsfrekvenser på 294,1 MHz og 442,3 MHz.
Beskrivelse af den optiske sti:
Resonatoren består af de rumlige optiske dele på begge sider og den polarisationsbevarende fiberdel i midten. Den venstre rumlige del omfatter et totalreflektionsspejl (M1), en λ/8-bølgeplade (EWP) og en Faraday-rotator (FR). Kombinationen af EWP og FR kan bruges som en ikke-reciprok faseskifter, der giver ikke-reciprok faseforspænding og derved forbedrer selvstartevnen. Fiberdelen består af en brugerdefineret bølgelængdedelingsmultiplekserings-kollimator (WDM-Collimator) integreret enhed, 62 cm ytterbium-doteret polarisationsbevarende fiber (Yb401-PM, CORACTIVE) og en optisk fiberkollimator (Col). Gain-fiberen pumpes af en single-mode 976 nm laserdiode (LD) med en maksimal pumpeeffekt på 1,4 W. Den højre rumlige del består af en halvbølgeplade (HWP), en polarisationsstråledeler (PBS), et gitterpar (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) og et totalreflektionsspejl (M2). Transmissionsgitterparret med en linjetæthed på 1000 linjer/mm2 giver kompensation for spredning i kaviteten. Afstanden mellem de to gitre kan justeres trinvis. Den frie afstand fra kollimatoren til de to reflektionsspejle på begge sider er henholdsvis 5,5 cm og 6,5 cm.laserudsender pulser på en lineær polariseret måde fra PBS.
Arbejdsprincip:
Den initiale normaliserede puls, der transmitteres gennem intrakavitetsløjfen, starter fra PBS og transmitteres til M1. I starten vil HWP'en opdele pulsen i to ortogonale komponenter og derefter trænge ind i den polarisationsbevarende optiske fiber og udbrede sig langs de hurtige og langsomme akser. Intensitetsforholdet mellem pulserne langs de to ortogonale akser bestemmes af rotationsvinklen (θh) af HWP'en. Under udbredelsen inden i den optiske fiber vil den asymmetriske intensitet af de ortogonale polariserede pulser på grund af ikke-lineære effekter forårsage intensitetsrelaterede ikke-lineære faseskift. Endespejlet M1 gør det muligt for de ortogonale pulser at passere gennem faseskifteren to gange og vende tilbage til den polarisationsbevarende optiske fiber. De ortogonale pulser opnår et ikke-reciprokalt π/2 faseskift og udveksler den optiske udbredelsesakse. Gruppehastighedsmismatchen mellem de ortogonale polariserede pulser fører til kompensation af afvigelseseffekten. Endelig akkumulerer pulsen forskellige ikke-lineære faseskift og udsættes for interferens ved PBS. Som polarisator tillader PBS de passende polarisationstilstandspulser at passere igennem, mens resten reflekteres ud af hulrummet. Denne proces spiller rollen som en kunstig mættelig absorber i dette lineære hulrum.optisk laserNår afstanden mellem gitterparrene reduceres yderligere til 3,2 mm, bliver spektrets venstre kant betydeligt stejlere. På dette tidspunkt er kavitetsnettodispersionen positiv, og den maksimale enkeltpulsenergi på 3,57 nJ opnås. Pulsens selvkorrelationsspor opnået ved ekstern kompression af pulsen med den bredeste spektralbredde på 39,8 nm tilpasses ved en Gaussisk funktion, som er 66 fs.
Opslagstidspunkt: 25. feb. 2026