超短脉冲激光振荡器的里程碑为更大功率的激光器铺平了道路

时间:2019-11-14 12:54 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

  

超短脉冲激光振荡器的里程碑为更大功率的激光器铺平了道路

 

  商业薄磁盘头。圆盘被单片棱镜包围,单片棱镜在反射之间传递泵浦光束。

  通过演示亚皮秒级薄磁盘激光振荡器可提供创纪录的350W平均输出功率,厄休拉·凯勒(Ursula Keller)小组树立了新的标杆,为迈向更强大的激光器铺平了道路。

  从具有亚秒级时间分辨率的高场物理实验到材料的微米级精密加工,超快激光源是基础科学研究和工业应用范围不断扩大的核心。为了进一步推动包络,需要几兆赫的重复频率和几百瓦的平均输出功率。实现这种高功率激光脉冲的一种特别引人注目的途径是通过按比例放大激光振荡器的输出功率来直接生成它们,而不是依靠多级放大器系统。后一种方法增加了高度的复杂性,而前者则导致了功能强大且具有潜在成本效益的设备。最近在Optics Express中进行报告量子电子研究所的Ursula Keller小组现在已经将``功率缩放''方法提高到了一个新的水平。他们提出了一种源,它将振荡器的简单性和高重复率与此类激光器的创纪录的平均输出功率相结合。

  ETH团队与所谓的薄盘激光振荡器合作,其中增益介质-发生导致激光发射的量子过程的材料-呈磁盘状,通常薄约100μm。这种几何形状提供了较大的表面积,进而有助于冷却。尽管如此,热效应仍然是一个主要瓶颈,自2012年以来,创纪录的输出功率为275W。

  到现在。博士学生弗朗切斯科·萨塔雷利(Francesco Saltarelli),高级研究科学家克里斯托弗·菲利普斯(Christopher Phillips)及其同事结合了凯勒集团开发的薄盘激光技术的多项进展,迈出了决定性的一步,平均输出功率达到350 W,脉冲长度仅为940飞秒。 ,其能量为39微焦耳,并以8.88兆赫兹的频率重复运行-这些值在科学和工业应用中都立即引起关注。

  这项工作的一个关键方面是,研究人员找到了一种方法,可以使泵浦光束多次通过增益介质,而又不会造成有害的热效应,从而减小相关部件上的应力。由于加热而控制效果的能力打开了大门,使其牢固地超过了275 W的水平并设定了新的基准。现在可以采用更进一步的方法,输出功率超过500 W似乎是现实的。ETH研究人员估计,随着进一步的改进,可能会看到千瓦级。

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