મોડ-લોક્ડ શીટ લેસર, પાવર હાઇ એનર્જી અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર

હાઇ પાવર ફેમટોસેકન્ડલેસરવૈજ્ઞાનિક સંશોધન અને ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રો જેમ કે ટેરાહર્ટ્ઝ જનરેશન, એટોસેકન્ડ પલ્સ જનરેશન અને ઓપ્ટિકલ ફ્રિકવન્સી કોમ્બમાં ખૂબ જ ઉપયોગી મૂલ્ય ધરાવે છે.મોડ-લૉક લેસરોપરંપરાગત બ્લોક-ગેઇન મીડિયા પર આધારિત હાઇ પાવર પર થર્મલ લેન્સિંગ અસર દ્વારા મર્યાદિત છે, અને હાલમાં મહત્તમ આઉટપુટ પાવર લગભગ 20 W છે.

પાતળી શીટ લેસર પ્રતિબિંબિત કરવા માટે મલ્ટિ-પાસ પંપ સ્ટ્રક્ચરનો ઉપયોગ કરે છેપંપ લાઇટઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા પંપ શોષણ માટે 100 માઇક્રોનની જાડાઈ સાથે શીટને માધ્યમ મેળવો.બેકકૂલિંગ ટેક્નોલોજી સાથે જોડાયેલ અત્યંત પાતળું ગેઇન માધ્યમ થર્મલ લેન્સ અસર અને બિનરેખીય અસરના પ્રભાવને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે અને ઉચ્ચ પાવર ફેમટોસેકન્ડ પલ્સ આઉટપુટ પ્રાપ્ત કરી શકે છે.
કેર લેન્સ મોડ-લોકીંગ ટેકનોલોજી સાથે જોડાયેલા વેફર ઓસીલેટર ફેમટોસેકન્ડના ક્રમમાં પલ્સ પહોળાઈ સાથે ઉચ્ચ સરેરાશ પાવર લેસર આઉટપુટ મેળવવાનું મુખ્ય માધ્યમ છે.

અંજીર.1 (a) 72 ઓપ્ટિકલ સ્ટ્રક્ચર ડાયાગ્રામ અને (b) પંપ મોડ્યુલનું ભૌતિક ડાયાગ્રામ

ચાઈનીઝ એકેડેમી ઓફ સાયન્સના સંશોધકોની ટીમે સ્વ-વિકસિત 72-વે પંપ મોડ્યુલ પર આધારિત કેર લેન્સ મોડ-લૉક શીટ લેસર ડિઝાઇન અને બનાવ્યું, અને સૌથી વધુ સરેરાશ પાવર અને સિંગલ કેર લેન્સ મોડ-લૉક શીટ લેસર વિકસાવ્યું. ચીનમાં પલ્સ એનર્જી.
કેર લેન્સ મોડ-લૉકિંગના સિદ્ધાંત અને એબીસીડી મેટ્રિક્સની પુનરાવર્તિત ગણતરીના આધારે, સંશોધન ટીમે સૌપ્રથમ પાતળા પ્લેટ કેર લેન્સ મોડ-લોકિંગ લેસરના મોડ-લોકિંગ સિદ્ધાંતનું વિશ્લેષણ કર્યું, મોડ-લોકિંગ ઓપરેશન દરમિયાન રેઝોનેટરમાં મોડ ફેરફારોનું અનુકરણ કર્યું. અને સતત કામગીરી, અને પુષ્ટિ કરી કે હાર્ડ ડાયાફ્રેમ પર કેવિટી મોડ ત્રિજ્યા મોડ-લોકીંગ પછી 7% થી વધુ ઘટશે.

ત્યારબાદ, ડિઝાઇન સિદ્ધાંત દ્વારા માર્ગદર્શન આપીને, સંશોધન ટીમે સ્વતંત્ર રીતે વિકસિત 72-વે પંપ મોડ્યુલ (FIG.1) પર આધારિત કેર લેન્સ મોડ-લૉક રેઝોનેટર (FIG. 2) ડિઝાઇન અને બનાવ્યું, અને સ્પંદિત લેસર મેળવ્યું. 11.78W ની સરેરાશ શક્તિ સાથે આઉટપુટ, 245 fs ની પલ્સ પહોળાઈ અને 72 W પમ્પિંગ સમયે 0.14μJ ની સિંગલ પલ્સ એનર્જી.આઉટપુટ પલ્સની પહોળાઈ અને ઇન્ટ્રાકેવિટી મોડની વિવિધતા સિમ્યુલેશન પરિણામો સાથે સારી રીતે સુસંગત છે.

અંજીર.2 કેર લેન્સ મોડ-લૉક કરેલ Yb:YAG વેફર લેસરના રેઝોનન્ટ કેવિટીનો સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ પ્રયોગમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે

લેસરની આઉટપુટ પાવરને સુધારવા માટે, સંશોધન ટીમે ફોકસિંગ મિરરની વક્રતા ત્રિજ્યામાં વધારો કર્યો, અને કેરની મધ્યમ જાડાઈ અને બીજા ક્રમના વિક્ષેપને ફાઇન-ટ્યુન કર્યું.જ્યારે પંપ પાવર 94 W પર સેટ કરવામાં આવ્યો હતો, ત્યારે સરેરાશ આઉટપુટ પાવર વધીને 22.33 W થયો હતો, અને પલ્સ પહોળાઈ 394 fs હતી અને સિંગલ પલ્સ એનર્જી 0.28 μJ હતી.

આઉટપુટ પાવરને વધુ વધારવા માટે, સંશોધન ટીમ હવાના વિક્ષેપ અને હવાના વિક્ષેપના પ્રભાવને ઘટાડવા માટે રેઝોનેટરને ઓછા શૂન્યાવકાશ બંધ વાતાવરણમાં મૂકતી વખતે કેન્દ્રિત અંતર્મુખ અરીસાની જોડીની વક્રતા ત્રિજ્યામાં વધુ વધારો કરશે.