66펨토초 모드 고정 레이저의 광 경로 설계

66펨토초 광전도도 설계모드 고정 레이저
이 66펨토초 모드 잠금 레이저는 비대칭 위상 변환기를 갖춘 선형 공진기 전편극 유지 이터븀 도핑 섬유 레이저입니다. 147MHz의 기본 주파수에서 모드 잠금을 달성합니다. 회절 격자 사이의 거리를 조정하여 외부 압축 후 39.8nm의 스펙트럼 폭과 66펨토초의 펄스 폭을 얻을 수 있습니다. 높은 펌프 출력에서는 294.1MHz 및 442.3MHz의 반복 주파수를 갖는 2차 및 3차 고조파 모드 잠금이 가능합니다.

광학 경로 설명:
공진기는 양쪽의 공간 광학 부분과 중앙의 편광 유지 광섬유 부분으로 구성됩니다. 왼쪽 공간 광학 부분에는 전반사 거울(M1), λ/8 파장판(EWP), 그리고 패러데이 회전기(FR)가 포함됩니다. EWP와 FR의 조합은 비대칭 위상 변환기로 사용되어 비대칭 위상 편향을 제공함으로써 자체 시동 능력을 향상시킵니다. 광섬유 부분은 맞춤형 파장 분할 다중화-콜리메이터(WDM-Collimator) 통합 장치, 62cm 이터븀 도핑 편광 유지 광섬유(Yb401-PM, CORACTIVE), 그리고 광섬유 콜리메이터(Col)로 구성됩니다. 이득 광섬유는 최대 펌프 출력 1.4W의 단일 모드 976nm 레이저 다이오드(LD)로 펌핑됩니다. 우측 공간부는 반파장판(HWP), 편광 빔 분할기(PBS), 회절 격자 쌍(LightSmyth T-1000-1040-3212-94) 및 전반사 거울(M2)로 구성됩니다. 선밀도 1000라인/mm의 투과형 회절 격자 쌍은 공진기 내 분산 보상을 제공합니다. 두 회절 격자 사이의 거리는 스테이지를 통해 조절할 수 있습니다. 콜리메이터에서 양쪽의 두 반사 거울까지의 자유 공간 길이는 각각 5.5cm와 6.5cm입니다.원자 램프PBS에서 선형 편광 방식으로 펄스를 출력합니다.
작동 원리:
공진기 내부 루프를 통해 전달되는 초기 정규화 펄스는 PBS에서 시작하여 M1으로 전달됩니다. 초기에 HWP는 펄스를 두 개의 직교 성분으로 분해한 후 편광 보존 광섬유로 들어가 고속축과 저속축을 따라 전파합니다. 두 직교축을 따라 전파되는 펄스의 강도 비율은 HWP의 회전 각도(θh)에 의해 결정됩니다. 광섬유 내부 전파 중 비선형 효과로 인해 직교 편광 펄스의 비대칭 강도는 강도 관련 비선형 위상 편이를 유발합니다. 종단 거울 M1은 직교 펄스가 위상 변환기를 두 번 통과하여 편광 보존 광섬유로 되돌아오도록 합니다. 직교 펄스는 π/2의 비대칭 위상 편이를 획득하고 전파 광축을 교환합니다. 직교 편광 펄스 간의 군속도 불일치는 이러한 편향 효과를 보상합니다. 마지막으로, 펄스는 서로 다른 비선형 위상 편이를 축적하고 PBS에서 간섭을 겪습니다. 편광기 역할을 하는 PBS는 적절한 편광 상태의 펄스만 통과시키고 나머지는 공진기 밖으로 반사시킵니다. 이 과정은 이 선형 공진기에서 인공 포화 흡수체 역할을 합니다.광학 레이저격자 쌍 사이의 거리를 3.2mm까지 더 줄이면 스펙트럼의 왼쪽 가장자리가 현저하게 가파르게 변합니다. 이때 공진기 순 분산은 양수이며, 최대 단일 펄스 에너지 3.57nJ를 얻습니다. 스펙트럼 폭이 가장 넓은 39.8nm 펄스를 외부 압축하여 얻은 펄스 자기 상관 곡선은 66fs의 가우시안 함수로 피팅됩니다.