Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Bioengineering
Click here for the English version

Bioengineering

20 mJ, 1 PS Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי

Published: July 12, 2017 doi: 10.3791/55717
Automatic Translation
1,2, 1,3, 3, 1,3
1Department of Physics, Ludwig Maximilian University of Munich, 2Physics and Astronomy Department, King Saud University, 3Max Planck Institute of Quantum Optics

Summary

פרוטוקול להפעלה של אנרגיה גבוהה, כוח גבוה אופטית פרמטרית צייץ הדופק מגבר מקור משאבת מבוסס על Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי מוצג כאן.

Abstract

זהו דו"ח על 100 W, 20 mJ, 1 PS Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי. תוצרת בית Yb: YAG דיסק דק, מתנד נעול במצב Kerr- נעול עם ביצועים Turn-Key ו microjoule ברמת הדופק אנרגיה משמש הזרע מגבר צ 'יפס הדופק משובי. המגבר ממוקם בדיור אטום. הוא פועל בטמפרטורת החדר ומציג פעילות יציבה בקצב של 5 קילו-הרץ, עם יציבות הדופק לדופק פחות מ -1%. על ידי העסקת 1.5 מ"מ עובי בטא בריום borate קריסטל, התדר של הפלט לייזר מוכפל ל 515 ננומטר, עם כוח ממוצע של 70 וואט, אשר תואם אופטי אופטי אופטי של 70%. ביצועים מעולים אלה הופכים את המערכת למקור משאבת אטרקטיבי עבור מגברים אופטיים פרמטריים צולבים-דופק בטווח ספקטרלי הקרוב אינפרא אדום ו באמצע אינפרא אדום. השילוב של ביצועי Turn-Key ויציבות מעולה של מגבר התחדשות, המערכת מאפשרת את יצירתו של פס רחב, CEP יציבזֶרַע. אספקת הזרע והמשאבה של הגברה אופטית של הדופק המוטבעי (OPCPA) ממקור לייזר אחד מבטלת את הדרישה לסינכרון הזמני הפעיל בין הפולסים האלה. עבודה זו מציגה מדריך מפורט להקמת ולהפעיל מגבר Yb: YAG דיסק רנרטיטיבי מחדש, המבוססת על הגברה הדופק הצפצופים (CPA), כמקור המשאבה של מגבר אופקי פרמטרי צ 'יפס הדופק.

Introduction

הדור של אנרגיה גבוהה, כמה מחזורי פולסים לייזר בקצב גבוה החזרה הוא עניין רב תחומים מיושמים, כגון מדע אטוסקונד 1 , 2 , 3 , 4 ו פיזיקה שדה גבוה 5 , 6 , אשר עומדים ליהנות ישירות מן הזמינות של מקורות כאלה. OPCPA מייצג את התוואי המבטיח ביותר להשגת אנרגיות דופק גבוהות ורוחבי הגברה גדולים, אשר תומכים בו זמנית במספר פעימות מחזוריות 1 . עד כה, OPCPA מאפשר הגברה אולטרה פס רחב, אשר מייצר כמה מחזורי פעימות 7 , 8 , 9 , 10 . עם זאת, יישום שונה של ערכת OPCPA, אשר משתמש פולסים משאבה קצרה על סולם picosond, מחזיקה הבטחה עבורמה שהופך גישה זו להרחבה עבור אנרגיות הדופק אפילו גבוה יותר ואת הכוחות הממוצעים במעגל כמה מחזור 1 , 11 , 12 . בשל עוצמת המשאבה הגבוהה בדופק קצר OPCPA, העלייה החד-פעמית הגבוהה מאפשרת שימוש בגבישים דקים מאוד לתמיכה ברוחבי הגברה גדולים. למרות הדופק קצר שאוב OPCPA יש יתרונות רבים, realisability של גישה זו כפופה לזמינות של לייזרים המותאמים במיוחד למטרה זו. אלה לייזרים משאבה נדרשים לספק אנרגיה גבוהה picosond פולסים עם כמעט עקיפה איכות קרן מוגבל בשיעורי החזרה ב kHz ל MHz טווח 13 , 14 , 15 .

ההקדמה של לייזרים ytterbium מסוממים על גיאומטריות שונות, מסוגל לספק פולסים לייזר picosond עם אנרגיה גבוהה כוח ממוצע גבוה, עומדים לשנות את המצב הנוכחי של השדה 1 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 . Yb: YAG יש מוליכות תרמית טובה חיים ארוכים המדינה העליונה, וזה יכול להיות שאוב על ידי לייזרים דיודה חסכונית. הביצועים שלה כאשר נעשה שימוש בגיאומטריה דק הדיסק הוא יוצא מן הכלל בשל קירור יעיל של המדיום רווח כדי בו זמנית בקנה מידה את השיא ואת הכוח הממוצע. יתר על כן, המופע של התמקדות עצמית בתוך המדיום רווח במהלך תהליך ההגברה הוא מדוכא בשל הדקיקות של הדיסק דק בהשוואה גיאומטריות אחרות בינונית רווח, וכתוצאה מכך פרופילים הזמני והמרחבי מעולה של הפולסים מוגבר. שילוב המושג הזה עם רו"ח מקיים הבטחה ליצירת פעימות פיקו-שנייה עם מאות מילי-וולטים של אנרגיה ומאותשל וואט של הספק ממוצע 19 , 20 .

מטרת עבודה זו היא להדגים מתג Yb: YAG רזה מגבר משובי דיסק עם ביצועים יומית יוצאת דופן כמקור מתאים שאיבה OPCPAs 21 . כדי להשיג מטרה זו, מחקר זה מעסיק Yb: YAG דיסק דק מתנד 22 עם כמה microjoules של אנרגיה הדופק זרע המגבר כדי למזער את השלב הלא ליניארי שנצבר במהלך תהליך ההגברה. פרוטוקול זה מספק את המתכון לבניית ותפעול מערכת לייזר, אשר מתואר במקום אחר 21 . פרטים על יישום רכיבים ותוכנה מלאה מוצגים, ותהליך היישור של המערכת מתואר.

Protocol

זהירות: שים לב לכל תקנות הבטיחות הרלוונטיות ללייזר לפני השימוש בציוד זה. הימנע מחשיפת העיניים או העור לקורות לייזר ישירות או מפוזרות. אנא ללבוש משקפי מגן לייזר מתאימים לאורך כל התהליך.

איור 1
איור 1 : פריסה סכמטית של Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי. ( א ) Yb: YAG דיסק רך Kerr- העדשה במצב נעול נעול. החלל 13 ליניארי של מתנד מורכב של 13% פלט פלט מצמד, שלושה מראות גבוהה פיזור עם GDD של -3,000 fs 2 , 1 מ"מ ספיר Kear בינוני, וצמצם קשה נחושת. בורר דופק, המכיל גביש BBO בעובי 25 מ"מ, משמש להפחתת קצב החזרה ל -5 קילו-הרץ. ( ב ) רו"ח. בלוק ראשון: הגדרת אלונקה אלונקהG שני gratts זהב antiparallel (1,740 שורות / מ"מ), שם את הזרימה זרעים הם נמתחו זמנית כ 2 ns. בלוק שני: מגבר התחדשות, שבו הדופק של הזרע מוגבל בחלל המגבר להגברה, כאשר המתח הגבוה של תא ה- Pockels, המכיל גביש BBO בעובי של 20 מ"מ, מוחל. בלוק שלישי: מדחס הדופק המכיל שתי סורגים דיאלקטריים מקבילים (1,740 שורות / מ"מ), כאשר הפולסים המוגברים נדחסים זמנית ל -1 PS. נתון זה שונה מ Fattahi et al. , באישור 21 . אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

רְכִיב ROC מֶרְחָק
(מ"מ) (מ"מ)
OC 850 0
TD 1800 600
M 1 .1000 5000
BP 850 510
M 2 .1000 510
EM 850 800

טבלה 1: עיצוב חלל של המתנד. ROC: רדיוס של עקמומיות, OC: מצמד פלט, TD: דיסק דק, M: מראה, BP: צלחת Brewster, EM: המראה סוף.

איור 2
איור 2 : עיצוב חלל מתנד. מצב רדיוס מחושב על רכיבי חלל. OC: מצמד פלט, TD: דיסק דק, M: מראה, BP: ברוסטר plaTe, EM: סוף המראה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

רְכִיב ROC מֶרְחָק
(מ"מ) (מ"מ)
EM 1 850 0
PC 850 200
M 1 -5000 525
M 2 1500 1500
TD -2000 1050
EM 2 -2000 2350

טבלה 2: עיצוב חלל של מגבר משובי. ROC: רדיוס העקמומיות, EM: end mirRor, מחשב: תא Pockels, M: מראה, TD: דיסק דק.

איור 3
איור 3 : עיצוב חלל מגבר משובי. מצב רדיוס מחושב על רכיבי חלל. EM: סוף המראה, מחשב: תא Pockels, M: מראה, TD: דיסק דק. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

1. מתנד

  1. הפעל את המים הקרים עבור מתנד ( איור 1 א ).
  2. הדליקו את הצינוקים המתקררים כדי לקרר את דיודות המשאבה, את ראש הדיסק הדק ואת קרש הלחם. הגדר את הטמפרטורה על שני chillers עד 20 ° C.
  3. הפעל את ספק הכוח של יחידת המשאבה דיודה (ראה טבלה של חומרים , מס '1) ולחץ על "OUTלחצו על מקש ON / OFF ".
    הערה: תוכנת סימולציה חלל לייזר (ראה טבלה של חומרים , מס '113) שימש כדי לדמות ולעצב את המתנד ואת חלל מגבר משובי (טבלה 1 ו -2 טבלה, איור 2 ו איור 3 ) 23 .
  4. משאבת את הדיסק הדק (ראה טבלה של חומרים , מס '14) באמצעות סיבים מצמידים באורך גל של 940 ננומטר על ידי הגדרת הידית "הנוכחי" על אספקת החשמל ל 26.2 A, המקביל פלט 210-W, כדי להתחיל את lasing מתנד במצב גל רציף (CW).
  5. כדי לבחון את ספקטרום המוצא של מצב CW, חבר סיב לספקטרומטר והנח אותו לפני בורר הדופק לאחר שימוש בנחתה מתאימה.
    1. בתוכנת ספקטרומטר, בחר את הכרטיסייה "ספקטרומטר" ולאחר מכן לחץ על "התקנים Rescan."
    2. לחץ לחיצה ימנית על שם ספקטרומטרובחר "ספקטרום גרף".
    3. לחץ על הלחצן "קבל" בחלון "בחר יעד".
    4. לאחר חסימת קרן הלייזר, לחץ על הלחצן "חנות ספקטרום כהה" בסרגל הכלים ולחץ על הלחצן "סקופ מינוס כהה" כדי לחסר את ספקטרום הרקע.
    5. בטל את קרן הלייזר כדי לבחון את הספקטרום.
  6. בדוק את עוצמת היציאה של מצב CW על מד צריכת החשמל לפני בורר הדופק.
  7. כדי להפעיל את מתנד במצב פעימה וליזום מצב נעילה, להפריע את המראה רפלקטיביות גבוהה בתוך חלל לייזר (על שלב תרגום) על ידי מכני דוחף את הבמה מאחור איור 1 א ).
    הערה: מראות רפלקטיביות גבוהה עם סף נזק גבוה שימשו במתנד מתנד וחלל מגבר משובי (ראה טבלה של חומרים , מס '24 ו -28).
  8. התבוננו בספקטרום ובכוח הפלט של הפעימהאודה לפני בורר הדופק באמצעות ספקטרומטר ומד צריכת חשמל, בהתאמה.
    הערה: לפלט המתנד יש כוח של 25 וולט באורך גל של 1,030 ננומטר, קצב חזרות של 11 MHz ורוחב פס ספקטרלי של 4 ננומטר (FWHM). אם האופטימיזציה של מתנד אינה נדרשת, דלג על שלבים 1.9-1.14.
  9. הגדל מעט את הזרם על ספק הכוח עד ספייק CW מופיע בספקטרום נמדד על ידי ספקטרומטר.
  10. יישר את הצמצם הקשה במתנד (ראה איור 1 א ) על ידי כוונון הברגים של מיקרומטר אנכית ואופקית כדי למקסם את ספייק CW.
  11. שימו לב לדלדול פרופיל הקורה של המשאבה על הדיסק הדק.
    1. הפעל תוכנית מצלמה הדיסק ובחר "שחור" מתוך חלון "בחר מצב".
    2. לחץ על הלחצן "פתח מצלמה" בסרגל הכלים כדי לצפות בנקודת הקורה על גבי הדיסק הדק.
  12. לכוון את המפעילים ליניארי piezo של המראה סוף (כפתורים ממונעים) על ידי לחיצה על כפתור "+" או "-" במנוע האנכי או האופקי מתוך לוח בקרת היד על מנת ליישר את הידלדלות זו למרכז פרופיל קרן המשאבה.
  13. הקטן מעט את הזרם על ספק הכוח עד ספייק CW נעלם בספקטרום.
  14. חזור על שלבים ב 1.9-1.13 עד ספקטרום כוח פלט דומה לרמות התייחסות שהושגו מושגות (ראה את הספקטרום נמדד בתרשים 4a (עקומה אדום) ב 25 W של הכוח הממוצע).
  15. כדי לראות את הדופק פלט פלט וכדי לקבוע את הדופק אל הדופק יציבות, לחבר photodiode מהיר אוסצילוסקופ ולמקם אותו לפני בורר הדופק (לאחר שימוש הנחתה מתאים).
    1. בחר רמת ההדק המתאימה על ידי כוונון כפתור "רמת ההדק" על האוסילוסקופ כדי לייצב את צורות הגל החוזרות ולצפות ברכבת הדופק של הפלט במסך האוסילוסקופ.
    2. מ E "למדוד" בתפריט, בחר "שיא שיא משרעת" כדי לקבוע את הדופק אל הדופק יציבות.
  16. התבונן בפרופיל קרן הפלט לפני בורר הדופק וקבע את תנודות הקורות.
    1. הפעל את תוכנת מאפיין הקורה ולחץ על הלחצן "התחל, התחל ללכוד" מסרגל הכלים כדי לצפות בפרופיל הקורה.
    2. מסרגל הכלים, פתח את תיבת הדו-שיח "נודד קרן" ולאחר מכן לחץ על הלחצן "ברור" כדי להתחיל במדידת יציבות חדשה.
      הערה: תנודות בקרן או בפרופיל קרן מעוות (הנגרמות כתוצאה מנזק אופטי, גזיזת קורות, וכו ' ) עלולים להידרדר ליציבות המערכת.
  17. למדוד את משך הדופק באמצעות gating אופטי תדר מבוסס על בסיס הדור הרמוני השני (SHG-FROG) 21 , 24 .

2. דופק קוטף דופק אלונקה

הערה: שים לב, שים לב לכל תקנות הבטיחות החשובות הרלוונטיות לפני הפעלת המתח הגבוה על בורר הדופק השתמש בבידוד מתאים במתח גבוה הסר את האבחון מנתיב הקידומת לפני שתמשיך בסעיף זה אם יישור בורר הדופק ואת ההגדרה שלו אינה נדרשת, לדלג על צעדים 2.1, 2.3-2.6, 2.8-2.9, ו 2.11.

  1. השתמש בשתי מראות לפני ההתקנה של בורר הדופק כדי ליישר את קרן הפלט מהמתנד באמצעות יחידת בורר הדופק (ראה טבלה של חומרים , מס '5 ו -7) ואת עובי בטא בריום BORIT (BBO) של 25 מ"מ. טבלה של חומרים , מס '12) בעזרת הצופה אינפרא אדום כרטיס הצפייה בלייזר ( איור 1 א ).
  2. הפעל את תוכנית בורר הדופק במחשב המתנד.
  3. שים לב לאיתות המיתוג של בורר הדופק ולרכבת הדופק של המתנד על האוסילוסקופ (ראה שלב 1.15) בסיוע צילום מהירOdiode.
  4. בתוכנית דופק בורר, להגדיר את זמן העיכוב (עיכוב א) מתוך "הגדר פרמטרים עיכוב" שיח לסנכרן את האות מיתוג ואת הדופק הרכבת בדופק בורר הדופק.
  5. הגדר את חלון זמן המעבר (עיכוב B) מתוך תיבת הדו-שיח "הגדר פרמטרים של עיכוב" כדי לבחור דופק אחד מהרכבת הדופק.
  6. הגדר את זמן ההדק הפנימי (inhibit) מתוך תיבת הדו-שיח "הגדר פרמטרים של עיכוב" ל -200 μs כדי לבחור דופק אחד בכל 5 קילו-הרץ.
  7. הפחת את קצב החזרה של המתנד מ -11 מגה-הרץ עד 5 קילו-הרץ על-ידי החלפת ספק הכוח של נהג בורר הדופק למצב "on" כדי להחיל מתח גבוה על הגביש.
  8. בחר את קטניות הרים מתוך הרכבת הדופק באמצעות מקטב סרט דק (TFP) (ראה טבלה של חומרים , מס '31) לאחר הדופק בורר ו לזרוק את הפולסים הנותרים לתוך המזבלה קרן.
  9. שפר את הניגודיות של קטניות שנבחרו על ידי התאמת צלחת גל חצי (seE טבלה של חומרים , מס '32) לפני הדופק בורר.
  10. מנמיכים את הכוח השיא של הדופק לייזר על ידי העברת פולסים הרים דרך ההתקנה אלונקה כדי למתוח את פעימות ל משך זמן של 2 NS (ראה -b איור 1 א).
  11. השתמש בשתי מראות לאחר הגדרת בורר הדופק כדי ליישר את הפולסים הנבחרים דרך הגדרת האלונקה, אם נדרש.
    הערה: האלונקה מכילה שני סורגי זהב מקבילים (ראה טבלה של חומרים , מס '20 ו - 21) עם צפיפות קו של 1,740 שורות / מ"מ כדי למתוח את הפולסים למשך 2 ns כדי למנוע נזק לאופטיקה במהלך תהליך ההגברה ב מגבר משובי בגלל עוצמת שיא גבוהה. פולסים אלה משמשים זרע מגבר משובי, כמתואר בסעיף הבא ( איור 1b , הדף).

מגבר רגנרטיבי

זְהִירוּת; להיות מודעים לכלתקנות בטיחות חשובות רלוונטיות לפני החלת מתח גבוה לתא Pockels. השתמש בבידוד המתאים למתח גבוה. הסר את האבחון מנתיב הקווים לפני שתמשיך עם סעיף זה. זרעי זרעים מועברים מן Yb: YAG דק הדיסק Kerr- העדשה במצב נעול נעול. אסטרטגיות זרע אחרות ניתן להשתמש כדי זרע מגבר, כגון מגברי סיבים.

  1. הפעל את המים הקרים עבור מגבר משובי ( איור 1b , באמצע).
  2. הפעל את הצינון קירור כדי לקרר את דיודות המשאבה, את הדיסק הדק, את ראש הלייזר, ואת התא Pockels. הגדר את הטמפרטורה של chillers עד 28 ° C, 17 ° C, ו 18 ° C ולאחר מכן להפעיל את מערכת interlock.
    הערה: קרן זרע משובשת עלולה להידרדר ליציבות המגבר. אם יישור המגבר הרגיש אינו נדרש, דלג על שלבים 3.3-3.13 ו -3.25.
  3. הפעל את ספק הכוח של יחידת דיודת המשאבה (ראה טבלה של מאטריאלס, מס '2) ולאחר מכן לחץ על "OUTPUT ON / OFF" כפתור.
  4. משאבת את הדיסק הדק באמצעות סיבים מצמידים באורך גל של 940 ננומטר על ידי הגדרת כפתור "הנוכחי" על אספקת החשמל לסף.
  5. שים לב לפרופיל המשאבה על הדיסק באמצעות מצלמת הדיסק (ראה שלב 1.11) ובחר "מעגל גיאומטריה" בתפריט "צייר" בתוכנית מצלמת הדיסק כדי לסמן את מיקום הקורה בתוכנית המצלמה.
  6. הפחת את אספקת החשמל הנוכחית לאפס ולאחר מכן לחץ על הלחצן "OUTPUT ON / OFF". כבה את אספקת החשמל של יחידת דיודה המשאבה.
  7. השתמש בשתי מראות לפני מגבר התחדשות כדי ליישר את קרן הפלט מ אלונקה (פולסים זרע) דרך אופטיקה incoupling במגבר משובי כדי להגיע למראה הקצה הראשון (מאחורי תא Pockels). השתמש Profil קרן, הצופה אינפרא אדום, ואת כרטיס הצפייה בלייזר כדי לעזור עם זה.
  8. סגור את חלל המגבר על ידי סיבוב הרביע(ראה טבלה של חומרים , מס '33), מאחורי תא Pockels, ביטול קרן הלייזר בתוך חלל.
  9. כוון את הכפתורים הממונעים של המראה הקדמי על ידי לחיצה על כפתור "+" או "-" במנוע האנכי או האופקי (נהג 1) מתוך לוח בקרת היד כדי ליישר את קרן הצימוד.
  10. פתח את חלל המגבר על ידי הפיכת צלחת גל רבע (מאחורי תא Pockels) עד עוצמת לייזר מקסימלית מושגת בתוך חלל. לחסום את קרן משתקף לאחור מן המראה סוף השני.
  11. שימו לב את פרופיל קרן של זרעי זרע על תוכנית הדיסק מצלמה חופפים את הקורה עם המיקום המסומן על ידי כוונון הכפתורים של אחד מראות חלל לפני דיסק דק.
  12. בטל את החזרה קרן משתקף ולבחון את המקום על תוכנית המצלמה הדיסק.
  13. כוונן את הכפתורים הממונעים של המראה השני על ידי לחיצה על כפתור "+" או "-" עבור הקצה האנכי או האופקיהמנוע (נהג 2) על משטח שליטה יד כדי חפיפה השתקפות לאחור עם המיקום מסומן.
  14. מ Pockels תא המחשב, להפעיל את התוכנית תא Pockels.
    הערה: אם אין צורך בהגדרת התא Pockels, דלג על שלבים 3.15-3.18.
  15. לבחון את האות מיתוג של התא Pockels (ראה טבלה של חומרים , מס '6 ו - 8) ואת זרעי זרע על אוסצילוסקופ (ראה שלב 1.15) בעזרת photodiode מהיר ( איור 1b , באמצע).
  16. בתוכנית Pockels התא, להגדיר את זמן העיכוב (עיכוב א ') מתוך "הגדר פרמטרים עיכוב" תיבת הדו שיח כדי לסנכרן את המעבר של התא Pockels ואת פעימות זרע על גבי גביש Pockels התא.
  17. הגדר את חלון זמן ההחלפה (עיכוב B) מתוך תיבת הדו-שיח "הגדר פרמטרים של עיכוב" כדי להגביל דופק אחד בתוך חלל מגבר התחדשות ל -4 μs, המקביל ל -87 סיבובים עגולים של הדופק.
  18. הגדר את הטריגר הפנימיR (מעכבים) מתוך "הגדר פרמטרים עיכוב" שיח "200 μs" כדי להגביל את קצב אחד הדופק כל 5 קילוהרץ.
  19. הפעל את ספק הכוח של הנהג התא Pockels ליישם את המתח הגבוה על גבי הגביש.
  20. הפעל את ספק הכוח של יחידת הדיודה של המשאבה ולחץ על הלחצן "OUTPUT ON / OFF".
  21. כדי להגביר את פעימות הזרע במגבר המשובי, יש לשאוב את הדיסק הדק על ידי הגדרת הכפתור "הנוכחי" על ספק הכוח ל - 57.7 A, המקביל ל - 280 W.
    הערה: קרן מוגבר מופרד קרן הזרע על ידי שילוב של מסובבי פאראדיי (ראה טבלה של חומרים , מס '19) ו TFP. Yb: YAG מתנד מוגן מן השתקפות האחורי של הקורה מוגבר על ידי מבודד (ראה טבלה של חומרים , מס '18).
    הערה: יש לשמור על הפעולה של תא ה- Pockels ועל יחידת דיודת המשאבה בסדר שהוזכר לעיל, כדי למנוע נזק לאופטיקה באמצעות החלפת Q.
  22. התבוננו בספקטרום ובכוח היציאה (ראו צעדים 1.5 ו -1.6) לפני המדחס.
    הערה: לפלט המגבר יש הספק ממוצע של 125 וולט באורך גל של 1,030 ננומטר, קצב חזרות של 5 קילוהרץ, ורוחב פס ספקטרלי של 1 ננומטר (FWHM).
  23. שים לב לדופק הדופק לפני הדחיסה על מסך האוסילוסקופ וקבע את יציבות הדופק לדופק בעזרת פוטודיודה מהירה (ראה שלב 1.15).
  24. התבוננו בפרופיל פרופיל הפלט לפני המדחס וקבעו את תנודות הצבעה (ראה שלב 1.16).
  25. כווננו את הכפתורים הממונעים של המראה הסופית על ידי לחיצה על כפתור "+" או "-" במנוע האנכי או האופקי (נהג 2) מתוך לוח בקרת היד כדי לשפר את פעולת המגבר המשובי, אם נדרש.
  26. לאפיין את אפקט הצמצום.
    1. שקול את הגברה עבור רמות האנרגיה זרע שונים על ידי התאמת אנרגיית הזרע עם ניוטרהL- צפיפות מסננים.
    2. שנה את מספר הנסיעות הלוך ושוב כדי לקבל את עוצמת היציאה הגבוהה ביותר עבור משאבה קבועה כוח של 300 W.
    3. שים לב לספקטרום הפלט עבור כל מקרה.

4. מדחס Pulse, Beam יישור, מערכת ייצוב

הערה: הסר את האבחון מנתיב הקווים לפני שתמשיך עם סעיף זה. אם אין צורך ליישר את המדחס ואת יחידת מייצב הקורה, דלג על שלבים 4.3 ו -4.6.

  1. סובב את כפתור הסיבוב הממונע של צלחת חצי הגל (בנתיב הפלט) על - ידי לחיצה על כפתור "+" או "-" במנוע A (מנהג) 5 מתוך לוח בקרת היד כדי לשלוח מספר וואטים של פלט המגבר כדי מדחס ( איור 1b , התחתונה).
  2. לדחוס את הדופק לייזר עד 1 PS על ידי העברת קרן מוגבר באמצעות ההתקנה מדחס.
  3. השתמש בשתי מראות לאחר ההתקנה מגבר משובי ליישר את amplifieד פולסים דרך ההתקנה מדחס, אם נדרש.
    הערה: המדחס מכיל שתי סורגים דיאלקטריים מקבילים (ראה טבלה של חומרים , מס '22 ו -23), עם צפיפות קו של 1,740 שורות / מ"מ.
  4. הפעל את אספקת החשמל של יחידת מייצב קרן (ראה טבלה של חומרים , מס '98). הפעל את תוכנית מייצב קרן על המחשב מייצב קרן.
  5. השתמש בשתי מראות לפני הגדרת הגלאי של מייצב קרן ליישר את עקיפה סדר אפס מן הסורג הראשון מדחס את גלאי מייצב קרן.
  6. לדחוף את "רגולציה" כפתור על תוכנית מייצב קרן לנעול את קרן הלייזר, כדי למנוע סחרור קרן לאחר המדחס. סובבו את צלחת הגל הממונע למחצה כדי להעביר את הספק המוצא המלא של המגבר דרך המדחס. התאם את הרווח של גלאי מייצב קרן בעזרת מסנן ניטרלי צפיפות.
  7. לאפיין את משך הזמן של p דחוסUlses באמצעות SHG-FROG 21 , 24 .

5. משאבה מקור של מערכת OPCPA

הערה: הסר את האבחון מנתיב הקווים לפני שתמשיך עם סעיף זה.

  1. מהמחשב OPCPA, להפעיל את התוכנית של Profiler קרן.
  2. התאימו והתאימו את גודל קרן הלייזר לאחר המדחס, תוך שימוש בטלסקופ המתאים כדי להגיע לעוצמת השיא של 80 GW / cm 2 . השתמש מאפיין קרן, הצופה אינפרא אדום, כרטיס הצפייה בלייזר.
    הערה: נבחרה קריסטל BBO בעובי 1.5 מ"מ עבור SHG בהתבסס על תוצאות הסימולציה שנעשתה על מערכת הסימולציה של קוד המדע האופטי (SISYOS) 25 .
  3. מדריך קרן היסוד (1,030 ננומטר) באמצעות גביש לא לינארית (1.5 מ"מ עובי BBO, ראה טבלה של חומרים , מס '54) כדי ליצור את הרמוני השני (SH) ב 515 ננומטר.
  4. להפריד את SH beam מן unconveRted קרן היסוד על ידי הצבת מפריד הרמוני ב 45 o (ראה טבלה של חומרים , מס '56) לאחר הגביש.
    הערה: ה- SH beam משתקף מהמפריד ההרמוני, ואילו הקורה הבסיסית הבלתי מסודרת מועברת דרך.
  5. בדיוק למטב את זווית התאמת פאזה של SH ידי כוונון כפתור של גביש הר להגיע יעילות ההמרה הגבוהה ביותר של SH (70%, המקביל ל 70 W).
  6. שים לב לעוצמת ה - SH והקרן הבסיסית הבלתי מבוטלת על מד צריכת החשמל (ראה שלב 1.6).
  7. שימו לב לפרופיל הקורות הגאוסיות של ה - SH ואת הקורות הבסיסיות שלא הוסרו (ראו שלב 1.16).
  8. לאפיין את הצורה הזמנית של פולסים SH באמצעות תדירות חוצה קורלציה נפתרה אופטי gating (XFROG) 21 , 24 .

Representative Results

מתנד מספק 350 פולסים, 2 μJ, 25-W פולסים בקצב חזרות 11 MHz, עם יציבות הדופק לדופק של 1% (rms) ותנודות הצבעה קרן של פחות מ -0.6% מעל 1 שעות של מדידה ( איור 4 ).

איור 4
איור 4 : Yb: YAG דיסק דק, Kerr- העדשה מצב נעול נעול. ( א ) הספקטרום (אדום), פרופיל העוצמה הטמפורית המאוחזרת (כחול) והפרופיל המרחבי (הבלעדי) של פעימות המתנד. ( ב ) נמדד ואחזר ספקטרוגרף SHG-FROG של מתנד. נתון זה שונה מ Fattahi et al. , באישור 21 .> אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

זרעי הזרע מוגברים במגבר משובי ל 125 W בזמן היותו נשאב עם דיודה CW מצמידים דיודה באורך גל של 940 ננומטר ב 280 W, המתאים אופטי אופטי אופטי של 47%. יציבות הדופק אל הדופק של המגבר נמוכה מ -1%, והמגבר מציג יציבות מצוינת לטווח הארוך לאחר 10 שעות של פעולה מתמשכת. הקורה המוגברת בעלת פרופיל מרחבי מעולה, עם M 2 של 1 (M 2 x = 1.08 ו- M 2 y = 1.07) ופרופיל טמפורלי מצוין לאחר דחיסה ל -1 ps (ב- FWHM) ( איור 5 ).

איור 5
איור 5 : אפיון מגבר התחדשות הפלט והאפקט המצמצם. ( א ) יציבות של מגבר התחדשות הממוצע כוח לאחר 10 שעות של פעולה מתמשכת. Inset: ( a-1 ) מנורמל כוח לערכו הממוצע בחלון זמן של 0.5 h; ( A-2 ) פלט פרופיל הקלט של מגבר משובי. ( ב ) ספקטרום פלט מגבר (ירוק) ואת העוצמה הזמנית המאוחזרת (כחול) של פולסים לייזר ב 100 W כוח הממוצע לאחר מדחס הסורג. ( ג ) אנרגיית זרע לעומת רוחב פס ספקטרלי (FWHM) של תפוקת המגבר והנסיעות העגולות הנדרשות עבור אותו הספק ממוצע של הספק ב -300 ואט של כוח משאבה. נתון זה שונה מ Fattahi et al. , באישור 21 . אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Hin-page = "1"> ה- SHG נותח באמצעות קוד SISYFOS 25 . שני גבישים שונים עם הפרמטרים הבאים נחשבו: 1) שבב ליתיום מסוג I, 6 מ"מ (LBO), עם זווית התאמת פאזה של 13.7 ° ומקדם לא ליניארי של 0.819 pm / V, ו- 2) סוג I, 3 מ"מ עובי BBO עם זווית שלב ההתאמה של 23.4 ° ו מקדם לא לינארית של 2 pm / V 26 , 27 . 1-PS, 20-mJ פעימות ב 1,030 ננומטר ועוצמת שיא של 100 GW / cm 2 נחשבו קלט של הסימולציה. תוצאות הסימולציה הראו כי ביצועי ה- BBO היו טובים יותר מזו של ה- LBO עבור SHG ( איור 6 ).

איור 6
איור 6 : הדור השני של ההרמוניה. ( א ) סימולציה SHG ​​מדומהRgy עבור גביש 6 מ"מ עובי LBO ו 3 מ"מ עובי BBO קריסטל. ( ב ) יעילות SHG ניסיוני לעומת עוצמת שיא שיא המשאבת ב 1.5 מ"מ עובי BBO קריסטל באמצעות 0.5 mJ (שחור) ו 20 mJ (ירוק) של מגבר פלט. ( ג ) עוצמת ספקטרלית מאוחזרת ו ( ד ) עיכוב הקבוצה של מדידות XFROG עבור יעילות SHG שונים המתאימים לנקודות A, B, ו- C ב (ב). נתון זה שונה מ Fattahi et al. , באישור 21 . אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של דמות זו.

Discussion

פעולת Turn-Key של המתנד מושגת על ידי ניהול החום האופטימלי של הרכיבים השונים של הלייזר. הפלט של מתנד הוא לשחזור על בסיס יומי, ללא צורך יישור נוסף או אופטימיזציה. בנוסף, יציבות הדופק אל הדופק ויציבות הצבעה מרחבית של לייזר הזרע ממלאת את התנאים המוקדמים להשגת הפעולה היציבה של מגבר התחדשות.

מקורות אחרים של אנרגיית אנרגיה נמוכה, כגון מגברי סיבים, יכולים לשמש לזרז את המגבר. במחקר זה, מתנד KLM K2M בעל 2 מיקרוגרם YB: YAG נעשה שימוש כדי להגביר את ההגברה של המגבר המשובי על ידי הקטנת הצמיחה של השלבים הלא ליניאריים המצטברים, שכן המספר הדרוש של הנסיעות הלוך ושוב מופחת לאנרגיה גבוהה יותר של זרעי קלט . בנוסף, האנרגיה זרע גבוהה משפיע על תהליך ההגברה ומקטין את הצטמקות רווח. רוחב הפס הספקטראלי הנמדד של הפולסים המוגבריםEs עבור אנרגיות זרע שונות על כוח משאבה קבוע מוצג באיור 5 ג . רוחב פס מוגדל של רוחב פס מופחת עבור אנרגיות זרע נמוכות יותר בגלל צמצום הצטברות. עבור 10 pJ אנרגיית זרע, לייזר פועלת בתקופה הכפלה, ולא ניתן להגיע לפעולה יציבה, גם על ידי הגדלת מספר הסיורים הלוך ושוב. בנוסף לאופטימיזציה זהירה של מערכות הקירור ואת אספקת החשמל של דיודות, הפעולה של מגבר משובי רוויה משחק תפקיד מרכזי ביציבות שהושגה של המגבר.

הרמוני הבסיסי או השני של הלייזר יכול לשמש משאבת מערכת OPCPA. עבור SHG, ההשוואות של LBO ו קריסטל BBO הושוו, כפי שהם מציעים מקדם לא לינארית גבוהה סף נזק, למרות הליכה מרחבית גדול יותר הצמצם זמין מוגבל במקרה של BBO. כמו מקדם הלא לינארית של BBO הוא כמעט כפול מזה של LBO, קריסטל קצר יותר הוא sufמתוחכם להגיע לגבול הרוויה עבור SHG ( איור 6 א ). לכן, BBO הוא הבחירה המתאימה יותר, כמו השלב הלא ליניארי שנצבר הוא קטן יותר 28 .

משכי הדופק של הפולסים SH מאופיינים בניסוי ביעילות המרה שונה. זה נצפתה כי יעילות המרה גבוהה, הספקטרום SHG הוא הרחיב ואת שלב גבוה ספקטרלי מופיע ( איור 6 ). לכן, במקרה B, עם יעילות ההמרה של 70%, נבחר שבו SH ואת הקורות היסוד לא משמרת לשמור על איכות מעולה.

Disclosures

למחברים אין מה לגלות.

Acknowledgments

ברצוננו להודות לפרופ 'פרנץ קראוס על הדיונים ועל נאג'ד אלטוואיג'רי על תמיכתה בסיום כתב היד. עבודה זו מומנה על ידי המרכז ליישומי לייזר מתקדמים (CALA).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Electrooptics
Fiber-Coupled Diode Laser Module Dilas Diodenlaser GmbH M1F8H12-940.5-500C-IS11.34
Fiber-Coupled Diode Laser Module Laserline GmbH LDM1000-500
Power Supply for Diode Laser Delta Elektronika B.V. SM 15-100
Power Supply for Diode Laser Delta Elektronika B.V. SM 35-45
Pulse Picker's Driver Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  N/A, customized
Pockels Cell's Driver Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  N/A, customized
Pulse Picker's Driver Power Supply Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  PCD8m7
Pockels Cell's Driver Power Supply Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  PCD8m7
Delay Generator PCI Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  BME_SG08p
Splitter Box Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  N/A, customized
Resonant Preamplifier Bergmann Messgeräte Entwicklung KG  BME_P03
Pulse Picker's crystal Castech Inc. N/A, customized 12*12*20 mm³
Pockels Cell's crystal Castech Inc. N/A, customized 12*12*20 mm³
Name Company Catalog Number Comments
Optics
Thin-disk TRUMPF Scientific Lasers  N/A, customized
Thin-disk Head TRUMPF Scientific Lasers  N/A, customized
Fiber Frank Optic Products GmbH N/A, customized
Fiber Objective Edmund Optics GmbH N/A, customized
Faraday Isolator Electro-Optics Technology, Inc EOT.189.12231
Faraday Rotator Electro-Optics Technology, Inc EOT.189.22040
Stretcher's Grating 1 Horiba Jobin Yvon GmbH N/A, customized 60*40*10 mm³
Stretcher's Grating 2 Horiba Jobin Yvon GmbH N/A, customized 350*190*50 mm³
Compressor's Grating 1 Plymouth Grating Laboratory, Inc. N/A, customized 40*40*16 mm³
Compressor's Grating 2 Plymouth Grating Laboratory, Inc. N/A, customized 300*100*50 mm³
HR Mirror, 1" (1030nm), flat, 0° Layertec GmbH 108060
HR Mirror, 1" (1030nm), flat, 0° Laseroptik GmbH B-09965, S-04484
HR Mirror, 1" (1030nm), flat, 45° Layertec GmbH 108063
HR Mirror, 1" (1030nm), flat, 45° Laseroptik GmbH B-09966, S-04484
HR Mirror, 1" (1030nm), curved Layertec GmbH N/A, customized set
HR Mirror, 2" (1030nm), flat, 0° Laseroptik GmbH B-09965, S-05474
HR Mirror, 2" (1030nm), flat, 45° Laseroptik GmbH B-09966, S-05474
Thin Film Polarizer (1030nm), 2" Layertec GmbH 103930
Waveplate L/2 (1030nm) Layertec GmbH 106058 Ø=25mm
Waveplate L/4 (1030nm) Layertec GmbH 106060 Ø=25mm
AR Window (1030nm), wedge Laseroptik GmbH B-00183-01, S-00988 Ø=38mm
Output Coupler, 1" (1030nm) Layertec GmbH N/A, customized PR = 88 %
High-dispersion Mirror (1030nm) UltraFast Innovations GmbH N/A, customized GDD = -3000 fs²
Lens, 1" (1030nm), Plano-Convex Thorlabs GmbH N/A, customized set
Lens, 1" (1030nm), Plano-Concave Thorlabs GmbH N/A, customized set
Lens, 2" (1030nm), Plano-Convex Thorlabs GmbH N/A, customized set
Lens, 2" (1030nm), Plano-Concave Thorlabs GmbH N/A, customized set
HR Mirror, 1" (515nm), flat, 0° Layertec GmbH 129784
HR Mirror, 1" (515nm), flat, 0° Eksma Optics 042-0515-i0
HR Mirror, 1" (515nm), flat, 45° Layertec GmbH 110924
HR Mirror, 1" (515nm), flat, 45° Eksma Optics 042-0515
HR Mirror, 1" (515nm), curved Layertec GmbH N/A, customized set
HR Mirror, 1" (515nm), curved Eksma Optics N/A, customized set
HR Mirror, 2" (515nm), flat, 0° Eksma Optics 045-0515-i0
HR Mirror, 2" (515nm), flat, 45° Eksma Optics 045-0515
Thin Film Polarizer (515nm), 2" Layertec GmbH 112544
Waveplate L/2 (515nm) Layertec GmbH 112546 Ø=25mm
Lens, 1" (515nm), Plano-Convex Thorlabs GmbH N/A, customized set
Lens, 1" (515nm), Plano-Concave Thorlabs GmbH N/A, customized set
Kerr Medium Meller Optics, Inc. N/A, customized Sapphire, 1mm
BBO Crystal Castech Inc. N/A, customized 7*7*1.5 mm³
Harmonic Separator, 1", 45° Eksma Optics 042-5135
Harmonic Separator, 2", 45° Eksma Optics 045-5135
Silver Mirror, 1", flat Thorlabs GmbH PF10-03-P01
Silver Mirror, 1", curved Eksma Optics N/A, customized set
Filter - Absorptive Neutral Density Thorlabs GmbH NE##A set
Filter - Reflective Neutral Density Thorlabs GmbH ND##A set
Filter - Round Continuously Variable Thorlabs GmbH NDC-50C-4M
Filter - Edgepass Filter (Longpass) Thorlabs GmbH FEL#### set
Filter - Edgepass Filter (Shortpass) Thorlabs GmbH FES#### set
Wedge Thorlabs GmbH N/A, customized set
Name Company Catalog Number Comments
Optomechanics & Motion
Mirror Mount 1" (small) S. Maier GmbH S1M4-##-1”
Mirror Mount 1" (large) S. Maier GmbH S3-##
Mirror Mount 1" TRUMPF Scientific Lasers  1" adjustable 
Mirror Mount 2" S. Maier GmbH S4-##
Mirror Mount 2" TRUMPF Scientific Lasers  2" adjustable 
Rotation Mount 1” S. Maier GmbH D25
Rotation Mount 1” Thorlabs GmbH RSP1/M
Rotation Mount 2” Thorlabs GmbH RSP2/M
Precision Rotation Stage Newport Corporation M-UTR120
Four-Axis Diffraction Grating Mount Newport Corporation DGM-1
Translation Stage OptoSigma Corporation TADC-651SR25-M6
Pockels cell stage Newport Corporation 9082-M
Pockels Cell Holder Home-made N/A, customized
Picomotor Controller/Driver Kit Newport Corporation 8742-12-KIT
Picomotor Piezo Linear Actuators Newport Corporation 8301NF
Picomotor Rotation Mount Newport Corporation 8401-M
Hand Control Pad Newport Corporation 8758
Name Company Catalog Number Comments
Light Analysis
Beam Profiling Camera Ophir Optronics Solutions Ltd SP620
Beam Profiling Camera DataRay Inc. WCD-UCD23
Photodiodes (solw) Thorlabs GmbH DET10A/M
Photodiodes (fast) Alphalas GmbH UPD-200-SP
Thin-disk Camera Imaging Development Systems GmbH UI-2220SE-M-GL
Oscilloscope Tektronix GmbH DPO5204
Oscilloscope Teledyne LeCroy GmbH SDA 760Zi-A
Spectrometer Avantes AvaSpec-ULS3648-USB2
Spectrometer Ocean Optics, Inc HR4C1769
Spectrometer Ocean Optics, Inc HR4C3762
Spectrometer Ocean Optics, Inc HR4D464
Spectrometer Ocean Optics, Inc HR4D466
Laser Thermal Power Sensor Ophir Optronics Solutions Ltd L50(150)A-PF-35
Laser Thermal Power Sensor Ophir Optronics Solutions Ltd FL500A
Laser Thermal Power Sensor Ophir Optronics Solutions Ltd 3A-P-V1
Power and Energy Meter Ophir Optronics Solutions Ltd Vega
Name Company Catalog Number Comments
Systems
Laser Beam Stabilization System TEM-Messtechnik GmbH Aligna
Laser M² Measuring System Ophir Optronics Solutions Ltd M²-200s
FROG Home-made N/A, customized
XFROG Home-made N/A, customized
Name Company Catalog Number Comments
Miscellaneous
Cooling Chiller H.I.B Systemtechnik GmbH 6HE-000800-W-W-R23-2-DI
Cooling Chiller Termotek GmbH P201
Cooling Chiller Termotek GmbH P208
Laser Safety Goggles Protect - Laserschutz GmbH BGU 10-0165-G-20
Infra-red Viewer FJW Optical Systems 84499A
Laser Viewing Card Thorlabs GmbH VRC4
Laser Viewing Card Thorlabs GmbH VRC5
Laser Viewing Card Laser Components GmbH LDT-1064 BG
Flowmeter KOBOLD Messring GmbH DTK-1250G2C34P
Pressure Gauge KOBOLD Messring GmbH EN 837-1
Temperature Sensor KOBOLD Messring GmbH TDA-15H* ***P3M
WinLase Software Dr. C. Horvath & Dr. F. Loesel WinLase Version 2.1 pro. Laser Cavity Software

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Fattahi, H. Third-generation femtosecond technology. Optica. 1 (1), 45-63 (2014).
  2. Hentschel, M. Attosecond metrology. Nature. 414 (6863), 509-513 (2001).
  3. Cavalieri, A. L. Intense 1.5-cycle near infrared laser waveforms and their use for the generation of ultra-broadband soft-x-ray harmonic continua. New J Phys. 9 (7), 242 (2007).
  4. Schweinberger, W. Waveform-controlled near-single-cycle milli-joule laser pulses generate sub-10 nm extreme ultraviolet continua. Opt Lett. 37, 3573-3575 (2012).
  5. Buck, A. Real-time observation of laser-driven electron acceleration. Nature Phys. 7 (7), 543-548 (2011).
  6. Zhong, H., Karpowicz, N., Zhang, X. C. Terahertz emission profile from laser-induced air plasma. Appl Phys Lett. 88 (26), 261103 (2006).
  7. Herrmann, D. Generation of sub-three-cycle, 16 TW light pulses by using noncollinear optical parametric chirped-pulse amplification. Opt Lett. 34 (16), 2459-2461 (2009).
  8. Adachi, S., et al. 1.5 mJ, 6.4 fs parametric chirped-pulse amplification system at 1 kHz. Opt Lett. 32 (17), 2487-2489 (2007).
  9. Adachi, S. 5-fs, multi-mJ, CEP-locked parametric chirped-pulse amplifier pumped by a 450-nm source at 1 kHz. Opt express. 16 (19), 14341-14352 (2008).
  10. Yin, Y. High-efficiency optical parametric chirped-pulse amplifier in BiB3O6 for generation of 3 mJ, two-cycle, carrier-envelope-phase-stable pulses at 1.7 µm. Opt Lett. 41 (6), 1142-1145 (2016).
  11. Deng, Y. Carrier-envelope-phase-stable, 1.2 mJ, 1.5 cycle laser pulses at 2.1 µm. Opt Lett. 37 (23), 4973-4975 (2012).
  12. Rothhardt, J., Demmler, S., Hädrich, S., Limpert, J., Tünnermann, A. Octave-spanning OPCPA system delivering CEP-stable few-cycle pulses and 22 W of average power at 1 MHz repetition rate. Opt express. 20 (10), 10870-10878 (2012).
  13. Heckl, O. H., et al. Ultrafast Thin-Disk Lasers.Ultrashort Pulse Laser Technology. Nolte, S., Schrempel, F., Dausinger, F. 195, Springer International Publishing. 93-115 (2016).
  14. Zapata, L. E., et al. Cryogenic Yb:YAG composite-thin-disk for high energy and average power amplifiers. Opt. Lett. 40 (11), 2610-2613 (2015).
  15. Schulz, M., et al. Yb:YAG Innoslab amplifier: efficient high repetition rate subpicosecond pumping system for optical parametric chirped pulse amplification. Opt Lett. 36 (13), 2456-2458 (2011).
  16. Roeser, F. Millijoule pulse energy high repetition rate femtosecond fiber chirped-pulse amplification system. Opt Lett. 32 (24), 3495-3497 (2007).
  17. Russbueldt, P., et al. 400 W Yb:YAG Innoslab fs-amplifier. Opt Express. 17 (15), 12230-12245 (2009).
  18. Baumgarten, C., et al. 0.5 kHz repetition rate picosecond laser. Opt Lett. 41 (14), 3339-3342 (2016).
  19. Klingebiel, S., et al. 220mJ, 1 kHz Picosecond Regenerative Thin-Disk Amplifier. European Conference on Lasers and Electro-Optics - European Quantum Electronics Conference , , Optical Society of America. Paper CA_10_1 (2015).
  20. Nubbemeyer, T., et al. 1 kW, 200 mJ picosecond thin-disk laser system. Opt Lett. 42 (7), 1381-1384 (2017).
  21. Fattahi, H., et al. High-power, 1-ps, all-Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier. Opt Lett. 41 (6), 1126-1129 (2016).
  22. Brons, J., et al. Energy scaling of Kerr-lens mode-locked thin-disk oscillators. Opt Lett. 39 (22), 6442-6445 (2014).
  23. Horvath, C., Loesel, F. WinLase home. , http://www.winlasecom/index.html (2016).
  24. Trebino, R., et al. Measuring ultrashort laser pulses in the time-frequency domain using frequency-resolved optical gating. Rev Sci Instrum. 68 (9), 3277-3295 (1997).
  25. Arisholm, G. General numerical methods for simulating second-order nonlinear interactions in birefringent media. J Opt Soc Am B. 14 (10), 2543-2549 (1997).
  26. Zhang, D. X., Kong, Y. F., Zhang, J. Y. Optical parametric properties of 532-nm-pumped beta-barium-borate near the infrared absorption edge. Opt Commun. 184 (5), 485-491 (2000).
  27. Kato, K. Temperature-tuned 90o phase-matching properties of LiB3O5. IEEE J Quant Electron. 30 (12), 2950-2952 (1994).
  28. Fattahi, H. Third-generation femtosecond technology. , Springer International Publishing. (2016).

Tags

הנדסה ביו-הנדסית גליון 125 לייזר אופטיקה לא לינארית דיסק דק מגבר משובי הגברה צולבת-הדופק הדור ההרמוני השני
20 mJ, 1 PS Yb: YAG דיסק דק מגבר משובי
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Alismail, A., Wang, H., Brons, J.,… More

Alismail, A., Wang, H., Brons, J., Fattahi, H. 20 mJ, 1 ps Yb:YAG Thin-disk Regenerative Amplifier. J. Vis. Exp. (125), e55717, doi:10.3791/55717 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter