Лазерный мир

Миниатюрный триплер (утроитель) генерирует интенсивные синие и ультрафиолетовые лазерные импульсы от фокусированных лучей инфракрасного света.

WARSAW, Польша. Миниатюрный триплер для генерации фемтосекундных импульсов в УФ продемонстрировал в три раза более высокую эффективность, чем ранее используемые устройства, в конструкции, которая достаточно мала, чтобы уместиться на кончике пальца. Повышение эффективности связано с глобальной оптимизацией процесса преобразования частоты с ИК на УФ.
Несмотря на то, что лазерная технология расширилась для охвата большего числа спектральных областей, ультрафиолетовую полосу около 300 нм по-прежнему нелегко получить, особенно если требуется короткая длительность импульса и / или высокая интенсивность. Часто УФ-импульсы генерируются нелинейными процессами, которые позволяют преобразовывать импульсы NIR-лазера в УФ-излучение. Преобразователи частотны, которые позволяют ученым настраивать различные параметры устройства, как правило, по одному, последовательно, привели к тому, что эффективность преобразования составляет всего около 10 процентов.
Исследователи из Варшавского университета продемонстрировали миниатюрный триплер с эффективностью преобразования более 30 процентов, производя 246-fs УФ-импульсы через каскадные процессы второго порядка в пределах одного фокуса лазерного луча. Конструкция этого высокоэффективного сверхкомпактного преобразователя частоты стала возможной благодаря использованию полного 3D-моделирования распространения плотно сфокусированных широкополосных световых полей в нелинейных и двулучепреломляющих средах.
Исследователи разработали пакет моделирования с открытым исходным кодом под названием Hussar, который позволит даже неопытным пользователям создавать точные 3D-моделирование множественного распространения и взаимодействия пульса.

«Как только мы определили параметры входного импульса, такие как энергия, длительность и профиль пространственного луча, мы по существу начали искать наилучшую конструкцию над большим пространством параметров — толщину нелинейного кристалла, размер пучка, положение перетяжки пучка и т. д. , — сказал разработчик программного обеспечения Томаш Кардас. «К нашему удивлению, когда мы нашли эти оптимальные значения, построили устройство и измерили его производительность, выходные УФ-импульсы были точно подобранными. Такое количественное согласие между тем, что появляется на экране, а затем измеряется в лаборатории, довольно необычно в нелинейной оптике ».

Повышение эффективности процесса утроения в три раза — выше 30 процентов было всего лишь первым шагом. Исследователи также стремились к миниатюризации устройства. Вместо того, чтобы использовать несколько компонентов, установленных на лабораторном столе, их триплер представляет собой крошечный блок кристаллов, сложенных вместе.
«На самом деле, однодюймовый металлический держатель, который держит все элементы вместе, является самой большой частью всей установки», — сказал Павел Внук, который занимал ведущую роль в экспериментах по характеристикам устройства. «В результате прототип триплета имеет общий объем примерно в 1000 раз меньший, чем традиционные, ранее используемые конструкции».
Исследование было опубликовано в Scientific Reports (doi: 10.1038 / srep42889).

Источник: https://www.photonics.com/Article.aspx?AID=61809