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Yb:YAG陶瓷激光器输出锁模脉冲 |
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作者：John Wallace |
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掺杂陶瓷将成为未来多种二极管泵浦固体激光器的增益介质，如果能得到合适加工的话，陶瓷增益材料能够获得晶体增益材料的透明度及性能，同时还具备加工更加简便快捷的优势。此外，与单晶相比，陶瓷更加坚固耐用，更加耐受热震。
日本茨城大学以及RIKEN公司的研究人员已经演示了首台Yb:YAG锁模陶瓷激光器。这个不采用克尔透镜锁模的二极管泵浦的陶瓷激光器，能产生最短的脉冲：平均功率25mW时脉宽为286fs，平均功率250mW时脉宽为417fs，波长均在1030nm波段。平均功率20mW时脉宽为233fs，波长1048.3nm。
实验中，光纤耦合的940nm激光二极管的光纤输出端通过中继透镜成像后对陶瓷进行泵浦，最大泵浦功率为26.6W。Yb:YAG安装在水冷铜块上，置于两面曲面腔镜之间。锁模运转采用半导体可饱和吸收镜。吸收镜在1030nm可饱和吸收为2%，饱和能流为70µJ/cm2，弛豫时间常数为500fs。
采用1%的输出耦合，激光器在1033.3nm处输出宽度为417fs、重复频率为91MHz的脉冲，谱宽为3.02nm。采用0.1%的输出耦合，脉宽降为286fs，谱宽为4.51nm，中心波长为1033.5nm（更低的输出耦合提升腔内功率，允许激光器以更大的谱宽振荡从而减小脉宽）。采用相同的0.1%输出耦合，但对光学组件进行若干调整，锁模脉冲中心波长移至1048.3nm，谱宽5.20nm，脉宽233fs（如图）。研究人员称1050nm波段的脉宽更短。
图：对于1048.3nm的锁模脉冲，sech2拟合的自相关迹表明，脉冲半高全宽为233fs。该脉冲是由Yb:YAG陶瓷激光器产生的。
有望获得亚百飞秒脉冲
在以前的测试中，研究人员测量了室温下13.8W吸收泵浦功率、不同输出耦合的条件下，Yb:YAG陶瓷的调谐能力。输出耦合10%对应的调谐范围为52.64nm，最大功率为4.41W；输出耦合1%对应的调谐范围为104.52nm，最大功率为1.40W。输出耦合0.1%对应的调谐范围为118.31nm。据研究人员称，这样宽的调谐范围表明Yb:YAG陶瓷可用于产生亚百飞秒级的脉冲。 (end)
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(投稿)
(11/26/2009) |
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