66 femtosekunnin optisen reitin suunnittelumoodilukittu laser
Tämä 66 femtosekunnin moodilukittu laser on lineaarinen onteloinen, polarisaatiota ylläpitävä, ytterbiumilla seostettu kuitulaser, jossa on ei-resiprookkinen vaiheensiirrin. Se saavuttaa 147 MHz:n perustaajuusmoodilukituksen. Hilojen välistä etäisyyttä säätämällä saavutetaan 39,8 nm:n spektrin leveys ja 66 fs:n pulssinleveys ulkoisen kompression jälkeen. Suurella pumppausteholla saavutetaan toisen ja kolmannen asteen harmoninen moodilukitus toistotaajuuksilla 294,1 MHz ja 442,3 MHz.
Optisen reitin kuvaus:
Resonaattori koostuu molemmilla puolilla olevista spatiaalisista optisista osista ja keskellä olevasta polarisaation ylläpitävästä kuituosasta. Vasemmassa spatiaalisessa osassa on kokonaisheijastuspeili (M1), λ/8-aaltolevy (EWP) ja Faradayn rotaattori (FR). EWP:n ja FR:n yhdistelmää voidaan käyttää ei-resiprookaalisena vaiheensiirtimenä, mikä tarjoaa ei-resiprookkisen vaihepoikkeaman ja parantaa siten itsekäynnistyskykyä. Kuituosa koostuu räätälöidystä aallonpituusjakomultipleksointi-kollimaattori (WDM-kollimaattori) -integroidusta laitteesta, 62 cm:n ytterbiumilla seostetusta polarisaation ylläpitävästä kuidusta (Yb401-PM, CORACTIVE) ja optisesta kuitukollimaattorista (Col). Vahvistuskuitua pumpataan yksimuotoisella 976 nm:n laserdiodilla (LD), jonka maksimipumppausteho on 1,4 W. Oikeanpuoleinen spatiaalinen osa koostuu puoliaaltolevystä (HWP), polarisaatiosäteenjakajasta (PBS), hilaparista (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) ja kokonaisheijastuspeilistä (M2). Läpäisyhilapari, jonka viivatiheys on 1000 viivaa/mm, kompensoi ontelon sisäistä dispersiota. Kahden hilan välistä etäisyyttä voidaan säätää vaiheittain. Kollimaattorin ja molempien puolien heijastuspeilien välinen vapaa tila on 5,5 cm ja 6,5 cm.laserlähettää pulsseja lineaarisesti polarisoidulla tavalla PBS:stä.
Toimintaperiaate:
Ontelon sisäisen silmukan läpi lähetetty alkuperäinen normalisoitu pulssi alkaa PBS:stä ja lähetetään M1:een. Aluksi HWP jakaa pulssin kahteen ortogonaaliseen komponenttiin ja siirtyy sitten polarisaation säilyttävään optiseen kuituun ja etenee nopeaa ja hidasta akseleita pitkin. Pulssien intensiteettisuhde kahden ortogonaalisen akselin suunnassa määräytyy HWP:n pyörimiskulman (θh) perusteella. Optisessa kuidussa etenemisen aikana ortogonaalisten polarisoitujen pulssien epäsymmetrinen intensiteetti aiheuttaa epälineaaristen vaikutusten vuoksi intensiteettiin liittyviä epälineaarisia vaihesiirtoja. Päätypeili M1 mahdollistaa ortogonaalisten pulssien kulkemisen vaiheensiirtimen läpi kahdesti ja palaamisen polarisaation säilyttävään optiseen kuituun. Ortogonaaliset pulssit saavuttavat π/2 ei-resiprokaalisen vaihesiirron ja vaihtavat etenemisoptisen akselin. Ortogonaalisten polarisoitujen pulssien välinen ryhmänopeusero johtaa poikkeamavaikutuksen kompensoitumiseen. Lopuksi pulssi kerää erilaisia epälineaarisia vaihesiirtoja ja altistuu interferenssille PBS:ssä. Polarisaattorina PBS päästää sopivat polarisaatiotilan pulssit kulkemaan läpi, kun taas loput heijastuvat ontelosta. Tämä prosessi toimii keinotekoisena saturoituvana absorboijana tässä lineaarisessa ontelossaoptinen laserKun hilaparin etäisyyttä pienennetään edelleen 3,2 mm:iin, spektrin vasen reuna jyrkkenee merkittävästi. Tällöin ontelon nettodispersio on positiivinen ja saavutetaan suurin yksittäisen pulssin energia 3,57 nJ. Leveimmän 39,8 nm:n spektrileveyden omaavan pulssin ulkoisella kompressoinnilla saatu pulssin itsekorrelaatiokäyrä sovitetaan Gaussisella funktiolla, joka on 66 fs.
Julkaisuaika: 25. helmikuuta 2026