飛秒激光器的設(shè)計(jì)需要遵循哪些準(zhǔn)則？
發(fā)布時(shí)間：2020-08-31 17:55
飛秒激光器是指利用鎖模技術(shù)來(lái)獲得的飛秒量級(jí)短脈沖的激光器。所謂飛秒，也叫做毫微微秒，即1飛秒只有10的負(fù)15次方秒。飛秒激光不是單色光，而是中心波長(zhǎng)在800nm左右的一段波長(zhǎng)連續(xù)變化光的組合，利用這段范圍內(nèi)連續(xù)波長(zhǎng)光的空間相干來(lái)獲得時(shí)間上極大的壓縮，從而實(shí)現(xiàn)飛秒量級(jí)的脈沖輸出。所采用的激光晶體為激光譜線很寬的鈦寶石晶體。飛秒激光器的特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)
飛秒激光器的設(shè)計(jì)需要遵循哪些準(zhǔn)則？首先，要確認(rèn)你需要的激光器輸出參數(shù)，然后反推你需要什么樣的腔型、晶體、鏡片等等。飛秒激光器的設(shè)計(jì)需要遵循哪些準(zhǔn)則？
比如你需要單脈沖能量不大，重頻很高，脈沖較短，那皮秒飛秒的振蕩器就足夠了。
一、振蕩器
比如最基本的固體飛秒振蕩器，如果要20fs左右短脈沖，就需要寬光譜，兩個(gè)凹面鏡腔鏡的曲率半徑就不能大，R=100或者R=75、50都可以，取決于你想輸出的激光參數(shù)。這里需要知道一條——任何參數(shù)的追求都是有成本的，你只能根據(jù)你的需要取一個(gè)平衡。腔鏡曲率半徑小，則脈沖運(yùn)行時(shí)的晶體內(nèi)束腰半徑小，好處是克爾透鏡作用強(qiáng)烈，鎖模后輸出的光譜較寬；缺點(diǎn)是穩(wěn)區(qū)邊緣較窄，不太好找。穩(wěn)區(qū)邊緣就是看腔鏡距離變化時(shí)長(zhǎng)臂、短臂端鏡上的光斑大小變化。變得超大時(shí)腔就非穩(wěn)了，就沒(méi)光了。鎖模通常在穩(wěn)區(qū)上邊緣或者下邊緣，這里對(duì)于脈沖或者連續(xù)光有很好的鑒別能力，脈沖損耗小出光，連續(xù)損耗大嗝屁，然后就出CW鎖模了。如果連續(xù)光損耗小，則看光譜中有直流成分，調(diào)節(jié)腔鏡再往非穩(wěn)走一點(diǎn)，直流就沒(méi)了。
二、放大器
你要確定你的脈寬、能量、重復(fù)頻率、平均功率、光學(xué)元件損傷閾值等一系列參數(shù)，再進(jìn)行合理的選擇。
比如你要kHz高功率腔內(nèi)倍頻的納秒光，那我也不懂。主要就是側(cè)泵二極管、晶體、AOM選好就行了，感覺(jué)腔型沒(méi)啥設(shè)計(jì)的，就是高功率，算一下熱穩(wěn)定性，盡量用大模場(chǎng)提高泵光利用率，然后根據(jù)晶體的大小進(jìn)行自孔徑選模。LBO什么的就是要足夠長(zhǎng)、恒溫爐足夠靠譜。至于鏡架什么的，能用撓性形變最好，嫌貴的話(huà)就全用固定的，直接裝上去甚至直接把鏡片焊到外殼上去，留兩個(gè)端鏡和LBO可調(diào)就行了。
