Генерация спектрально ограниченных ультракоротких импульсов в YAG:Nd3+-лазере с быстрорелаксирующим пассивным затвором

Научная библиотека Комментариев к записи Генерация спектрально ограниченных ультракоротких импульсов в YAG:Nd3+-лазере с быстрорелаксирующим пассивным затвором нет

В.А. Бабенко, А.А. Сычев // Инженерный журнал: наука и инновации, #9(33)/2014, с: 15, УДК 621.373.826

Осуществлен режим генерации ультракоротких импульсов (УКИ) пикосекундного диапазона длительности при использовании быстрорелаксирующего красителя и метода разгрузки потерь резонатора импульсных твердотельных лазеров с пассивным затвором. Проведен расчет кинетики генерации, определен режим оптимальных условий модуляции в сочетании с просветлением пассивного затвора. Реализация метода осуществлена для лазера YAG:Nd3+, для которого были получены интенсивные УКИ длительностью ≈ 12 пс, соответствующей максимальной ширине спектра генерации неселективного резонатора.

В лазерной физике сверхкоротких импульсов, наряду с задачей получения все более коротких импульсов излучения вплоть до фемтосекундного диапазона длительности, для каждой активной лазерной среды существует проблема реализации условий, при которых происходит генерация наиболее коротких одиночных световых импульсов пикосекундного диапазона длительности, в пределе определяемой шириной спектра генерации. Эта проблема генерации импульсов предельной длительности актуальна как в плане реализации наиболее коротких световых импульсов для конкретных активных сред и типов резонатора, так и для достижения высокой воспроизводимости параметров таких импульсов. Решение этой проблемы для импульсных лазерных систем, как правило, предполагает разработку специальных методов управления режимом генерации.
Настоящая работа связана с решением проблемы получения ультракоротких импульсов (УКИ) предельной длительности (т. е. определяемой шириной спектра генерации) с высокой выходной энергией в импульсном твердотельном YAG:Nd3+-лазере с пассивным затвором. Решение предполагает, во-первых, использование быстрорелаксирующих пассивных затворов и, во-вторых, выбор режима генерации самого лазера. Успехи в синтезе и исследовании полиметиновых красителей позволили к настоящему времени создать широкий класс скоростных пассивных затворов для лазеров, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне [1–3].

Все эти пассивные затворы были испытаны в YAG:Nd3+-лазере для генерации цуга УКИ. В случае использования красителей № 3481 и № 3552 не удавалось выйти на режим генерации гигантского импульса в связи с их высокой плотностью мощности просветления.
При этом генерация представляла собой последовательность коротких импульсов (пичков) свободной генерации.

В этом случае формирование одиночного УКИ происходит из шумовой картины излучения пичка свободной генерации в момент, когда средняя интенсивность этого излучения вызывает уменьшение инверсии, а преимущественное усиление может осуществляться только вследствие просветления пассивного затвора отдельным, наиболее мощным УКИ. Эффективность процесса такого многопроходового преобразования временной картины излучения из шумового процесса в излучение одиночного УКИ оказывается тем выше, чем больше интервал времени, в течение которого лазер может работать при незначительном
превышении порога генерации. Поэтому центральным моментом в реализации режима эффективной генерации предельно коротких импульсов в импульсных лазерах с пассивным затвором является создание условий генерации, когда инверсия практически равна пороговой, а усиление за проход близко к единице.

Генерация предельно коротких импульсов для рубинового и неодимового лазеров в режиме длительной работы при пороговых условиях была впервые успешно осуществлена для случая квазистационарной генерации этих лазеров с отрицательной обратной связью [6, 7]. Отличительной особенностью такой схемы является введение управляемых дополнительных потерь в резонатор при возрастании средней интенсивности излучения [8]. При введении дополнительных потерь и, как следствие, удлинении процесса генерации происходило значительное уменьшение энергии отдельных УКИ. В указанных работах энергия отдельных импульсов составляла около 10 мкДж, что на два-три порядка меньше энергии излучения УКИ типичных лазеров с пассивным затвором.

Полное содержание статьи: http://engjournal.ru/articles/1297/1297.pdf

Рекомендуем для Вас

Leave a comment

You must be logged in to post a comment.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2019
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top