Millifocal less-cycle laser sources in the short-wavelength infrared can drive two-color plasmas to produce terahertz pulses at higher efficiencies, as well as optically aberrated mid-infrared femtosecond pulses >5 μm neoksīdu kristālos. Ar tūlija leģētu šķiedru lāzera sistēma var radīt simts femtosekundes impulsu ar centrālo viļņa garumu, kas ir tuvu 2 μm. Limperta grupa Jēnā, Vācijā, saskaņoti sintezēja četru ar tuliju leģētu šķiedru pastiprinātāju izejas 2022. gadā [1] un beidzot ieguva 85 fs impulsus ar impulsa enerģiju 1,65 mJ un atkārtošanās frekvenci 100 kHz, kas izlaužas cauri vienas optiskās šķiedras ierobežojumi viena impulsa enerģijai un vidējai jaudai. Ierīce parādīta 1. att.
1. attēls Koherentās sintēzes ierīces shematiska diagramma ar četrām ar tuliju leģētām šķiedrām.
Lai vēl vairāk saīsinātu impulsa platumu, Limperta grupa 2023. gadā izmantos iepriekš minēto ierīci kā priekšgalu un saspiešanai izmantos dobu kodolu optisko šķiedru. Saspiešanas ierīces uzbūve ir parādīta 2. attēlā, ieskaitot divas vakuuma kameras attiecīgi ievadei un izvadei un augstsprieguma kameru nelineārai paplašināšanai, kas ir piepildīta ar argona gāzi. Lai samazinātu ūdens tvaiku absorbciju, abās vakuumkamerās tiek uzturēts gaisa spiediens<1 mabr. The bottom side of the high-voltage chamber is equipped with water cooling to dissipate the heat, avoiding harmful thermal effects at high power. The hollow core fiber is placed on a long straight V-groove to avoid bending loss. The core diameter of the hollow core fiber is 500 μm, the length is 1.05 m. The internal nonlinear gas is selected as argon, and the theoretical maximum passing efficiency is 89.5%.
2. attēls Dobu serdes šķiedru saspiešanas ierīces shematiskā diagramma
Pakāpeniski palielinot gāzes spiedienu dobumā, attiecīgie izvades rezultāti ir parādīti 3. attēlā. Kad gāzes spiediens ir zemāks par 3 bāriem, izejas jauda ir aptuveni 139 W un staru kūļa kvalitāte saglabājas laba (3.a attēls). Kad gaisa spiediens ir lielāks par 3 bāriem, izejas jauda sāk samazināties un staru kūļa kvalitāte ievērojami pasliktinās, un punkts ir novirzījies no Gausa stara pie 4,25 bāriem, kā parādīts 3.b attēlā. 3.c attēlā ir analizēti izeju spektrālie platumi dažādos gaisa spiedienos. Kad gaisa spiediens pārsniedz 3 bārus, spektri vairs būtiski nepaplašina, palielinoties gaisa spiedienam, un attiecīgie transformācijas robežimpulsi pamatā paliek nemainīgi. Autori ņēma vērā iepriekš minētos faktorus un beidzot izvēlējās 3 bāru gaisa spiedienu turpmākajiem eksperimentiem.
3. att. Dažādu gaisa spiedienu izvades rezultāti dobu šķiedru
Spektri un autokorelācijas līknes, kas izmērītas pie 3 bāru gaisa spiediena, ir parādītas 4. attēlā, un spektri aptver 1,2 μm-2,4 μm. Pēc tam, kad dispersijas kompensēšanai tiek izmantots pāris čivināts spoguļs, impulsa platums tiek samazināts līdz 10,2 fs, vidējā jauda ir 132 W, un impulsu galvenā maksimālā enerģija veido 66 procentus no impulsa. enerģijas, ar maksimālo jaudu līdz 80 GW. 5. attēlā parādīti stabilitātes testa rezultāti, un priekšgala izejas relatīvais intensitātes troksnis ir 0,75 procenti. kas koncentrējas frekvenču diapazonā no 20 Hz līdz 50 kHz. Pēc nelineārās impulsa saspiešanas galvenais trokšņa devums ir zemo frekvenču diapazonā līdz 2 kHz, kas rodas no ūdens dzesēšanas un vakuumsūkņa mehāniskās vibrācijas, pierādot, ka kompresijas procesā netiek radīts papildu troksnis, nodrošinot gaismas avota stabilitāte.
4. att. Spektrālie un autokorelācijas mērījumi pie 3 bāru gaisa spiediena
5. att. Īstermiņa stabilitātes tests
Šajā rakstā augstas enerģijas femtosekundes impulsu ar centra viļņa garumu 1,9 μm, platumu 10,2 fs, impulsa platumu, kas mazāks par diviem cikliem, impulsa enerģiju 1,3 mJ un maksimālo jaudu 80 GW, iegūst, izmantojot dobu kodolu šķiedru kompresiju.Šī gaismas avota vidējā jauda ir 132 W, kas ir augstākais jaudas līmenis mazāka cikla impulsiem, kas darbojas īsa viļņa garuma infrasarkanajā reģionā, un šis augstas enerģijas, lielas jaudas piedziņa. gaismas avots noteikti enerģiski Šis augstas enerģijas, lieljaudas piedziņas gaismas avots enerģiski veicinās lāzertehnoloģiju attīstību vidējā infrasarkanajā joslā.
