Проектирование оптического тракта 66-фемтосекундного лазералазер с синхронизацией мод
Этот 66-фемтосекундный лазер с синхронизацией мод представляет собой волоконный лазер с литий-ионным резонатором, сохраняющий всю поляризацию, и нереципрокным фазовым сдвигом. Он обеспечивает синхронизацию мод на основной частоте 147 МГц. Регулируя расстояние между решетками, можно получить спектральную ширину 39,8 нм и длительность импульса 66 фс после внешнего сжатия. При высокой мощности накачки достигается синхронизация мод второго и третьего порядков с частотами повторения 294,1 МГц и 442,3 МГц соответственно.
Описание оптического тракта:
Резонатор состоит из пространственных оптических частей с обеих сторон и поляризационно-сохраняющей волоконной части посередине. Левая пространственная часть включает зеркало полного отражения (M1), волновую пластину λ/8 (EWP) и фарадеевский ротатор (FR). Комбинация EWP и FR может использоваться в качестве нереципрокного фазового сдвигателя, обеспечивающего нереципрокное фазовое смещение, тем самым повышая способность к самозапуску. Волоконная часть состоит из специализированного устройства мультиплексирования с разделением по длинам волн – коллиматора (WDM-коллиматор), 62-сантиметрового иттербий-легированного поляризационно-сохраняющего волокна (Yb401-PM, CORACTIVE) и оптического волоконного коллиматора (Col). Усиливающее волокно накачивается одномодовым лазерным диодом (ЛД) с длиной волны 976 нм и максимальной мощностью накачки 1,4 Вт. Правая пространственная часть состоит из полуволновой пластины (ПВП), поляризационного разделителя лучей (ПВЛ), пары дифракционных решеток (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) и зеркала полного отражения (M2). Пара дифракционных решеток с плотностью линий 1000 линий/мм обеспечивает внутрирезонаторную компенсацию дисперсии. Расстояние между двумя решетками можно регулировать с помощью механизма. Длина свободного пространства от коллиматора до двух отражающих зеркал с обеих сторон составляет 5,5 см и 6,5 см соответственно.лазерИз поляризационного разделителя лучей (PBS) излучаются импульсы с линейной поляризацией.
Принцип работы:
Начальный нормированный импульс, передаваемый через внутрирезонаторную петлю, начинается от поляризационного разделителя лучей (PBS) и передается на зеркало M1. Первоначально полуволновая пластина (HWP) разлагает импульс на две ортогональные компоненты, а затем входит в поляризационно-сохраняющее оптическое волокно и распространяется вдоль быстрой и медленной осей. Соотношение интенсивностей импульсов вдоль двух ортогональных осей определяется углом поворота (θh) HWP. Во время распространения внутри оптического волокна, из-за нелинейных эффектов, асимметричная интенсивность ортогонально поляризованных импульсов вызывает связанные с интенсивностью нелинейные фазовые сдвиги. Торцевое зеркало M1 позволяет ортогональным импульсам дважды пройти через фазовый сдвигатель и вернуться в поляризационно-сохраняющее оптическое волокно. Ортогональные импульсы приобретают нереципрокный фазовый сдвиг π/2 и меняют оптическую ось распространения. Несоответствие групповой скорости между ортогонально поляризованными импульсами приводит к компенсации эффекта отклонения. Наконец, импульс накапливает различные нелинейные фазовые сдвиги и подвергается интерференции на PBS. В качестве поляризатора поляризационный разделитель лучей (PBS) пропускает импульсы с соответствующим состоянием поляризации, в то время как остальная часть отражается из резонатора. Этот процесс играет роль искусственного насыщаемого поглотителя в этом линейном резонаторе.оптический лазерКогда расстояние между парами решеток дополнительно уменьшается до 3,2 мм, левый край спектра становится значительно круче. В это время суммарная дисперсия резонатора положительна, и достигается максимальная энергия одиночного импульса 3,57 нДж. Траектория автокорреляции импульса, полученная при внешнем сжатии импульса с наибольшей спектральной шириной 39,8 нм, аппроксимируется гауссовой функцией длительностью 66 фс.
Дата публикации: 25 февраля 2026 г.