طراحی مسیر نوری ۶۶ فمتوثانیهلیزر قفلشده با حالت
این لیزر قفلشدهی مدی ۶۶ فمتوثانیهای، یک لیزر فیبری آلاییده با ایتربیوم با حفظ قطبش در تمام حفرههای خطی و یک جابجاکنندهی فاز غیرمتقابل است. این لیزر به قفلشدن مدی در فرکانس پایه ۱۴۷ مگاهرتز دست مییابد. با تنظیم فاصله بین توریها، پهنای طیفی ۳۹.۸ نانومتر و پهنای پالس ۶۶ فمتوثانیه پس از فشردهسازی خارجی به دست میآید. در توان پمپ بالا، قفلشدن مدی هارمونیک مرتبه دوم و مرتبه سوم با فرکانسهای تکرار ۲۹۴.۱ مگاهرتز و ۴۴۲.۳ مگاهرتز حاصل میشود.
شرح مسیر نوری:
این تشدیدگر از بخشهای نوری فضایی در دو طرف و بخش فیبری نگهدارنده قطبش در وسط تشکیل شده است. بخش فضایی سمت چپ شامل یک آینه بازتاب کلی (M1)، یک صفحه موج λ/8 (EWP) و یک چرخاننده فارادی (FR) است. ترکیب EWP و FR میتواند به عنوان یک تغییردهنده فاز غیرمتقابل استفاده شود که بایاس فاز غیرمتقابل را فراهم میکند و در نتیجه قابلیت خودراهاندازی را افزایش میدهد. بخش فیبری شامل یک دستگاه یکپارچه مالتیپلکس تقسیم طول موج سفارشی - کولیماتور (WDM-Collimator)، فیبر نگهدارنده قطبش آلاییده شده با ایتربیوم 62 سانتیمتر (Yb401-PM، CORACTIVE) و یک کولیماتور فیبر نوری (Col) است. فیبر بهره توسط یک دیود لیزر تک مد 976 نانومتری (LD) با حداکثر توان پمپ 1.4 وات پمپ میشود. بخش فضایی سمت راست شامل یک صفحه نیم موج (HWP)، یک تقسیمکننده پرتو قطبش (PBS)، یک جفت توری (LightSmyth T-1000-1040-3212-94) و یک آینه بازتاب کلی (M2) است. جفت توری انتقال با چگالی خط 1000 خط بر میلیمتر، جبران پراکندگی درون حفرهای را فراهم میکند. فاصله بین دو توری را میتوان با یک مرحله تنظیم کرد. طول فضای آزاد از کولیماتور تا دو آینه بازتاب در دو طرف به ترتیب 5.5 سانتیمتر و 6.5 سانتیمتر است.لیزرپالسها را به صورت خطی قطبی شده از PBS خارج میکند.
اصل کار:
پالس نرمال اولیه که از طریق حلقه درون کاواک ارسال میشود، از PBS شروع شده و به M1 منتقل میشود. در ابتدا، HWP پالس را به دو مؤلفه متعامد تجزیه میکند و سپس وارد فیبر نوری حافظ قطبش شده و در امتداد محورهای سریع و آهسته منتشر میشود. نسبت شدت پالسها در امتداد دو محور متعامد توسط زاویه چرخش (θh) HWP تعیین میشود. در طول انتشار در فیبر نوری، به دلیل اثرات غیرخطی، شدت نامتقارن پالسهای قطبی شده متعامد باعث تغییر فاز غیرخطی مرتبط با شدت میشود. آینه انتهایی M1 به پالسهای متعامد اجازه میدهد تا دو بار از تغییر دهنده فاز عبور کرده و به فیبر نوری حافظ قطبش بازگردند. پالسهای متعامد یک تغییر فاز غیرمتقابل π/2 به دست میآورند و محور نوری انتشار را تغییر میدهند. عدم تطابق سرعت گروه بین پالسهای قطبی شده متعامد منجر به جبران اثر انحراف میشود. در نهایت، پالس تغییر فاز غیرخطی مختلف را جمع میکند و در PBS دچار تداخل میشود. به عنوان یک قطبشگر، PBS اجازه میدهد تا پالسهای حالت قطبش مناسب از آن عبور کنند، در حالی که بقیه از حفره منعکس میشوند. این فرآیند نقش یک جاذب اشباعپذیر مصنوعی را در این حفره خطی ایفا میکند.لیزر نوریوقتی فاصله جفت توری بیشتر به ۳.۲ میلیمتر کاهش مییابد، لبه چپ طیف به طور قابل توجهی تندتر میشود. در این زمان، پراکندگی شبکه حفره مثبت است و حداکثر انرژی تک پالس ۳.۵۷ نانوژول به دست میآید. رد خودهمبستگی پالس که با فشردهسازی خارجی پالس با وسیعترین پهنای طیفی ۳۹.۸ نانومتر به دست میآید، توسط یک تابع گاوسی که ۶۶ فمتوثانیه است، برازش میشود.
زمان ارسال: ۲۵ فوریه ۲۰۲۶