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苏黎世联邦理工学院乐成研制飞秒双梳Yb:CaF_2激

由于新设计使用单个光学腔来产生两个频率梳激光器,因此可以开发更紧凑的双梳结构,以便在功率、波长、带宽和脉冲重复频率方面提供灵活性。

江苏激光联盟简介:

为了证明激光器在应用中的实用性,研究人员使用自由运转的激光系统对半导体薄膜结构进行了异步光学采样。(ASOPS),揭示了从飞秒到纳秒的时间动力学。

这项技术的下一步包括开发坚固的便携式原型,展示科学和工业应用,扩展到更高的功率和更高的重复频率以实现更快的测量,以及建立激光商业化的渠道。

通过新的设置,研究人员在两束1050 nm的重复频率差为1 kHz的光束中获得了175飞秒的持续时间和440 mW的脉冲。他们使用激光通过异步光学采样对半导体材料进行低噪声测量,从而证明了重复频率差的稳定性。这包括使用超快脉冲来触发响应,以及使用第二脉冲来测量诱发的变化。

说明两种情况下的锁模性能:(A)同时运行的梳子。指示的泵浦功率在两种激光模式之间均匀分布。(B)激光器工作在基模,两束光束的光束质量为M2“lt;”1.05。光束形状记录在振荡器的输出端(输出耦合器的放大图像)。在激光额定工作点,在WinCamD-LCM-NE1“光束剖面仪上,抽运电流约为3.7A,总抽运功率为7.8瓦,平均每梳输出功率为440毫瓦。

传统上,双梳系统是基于来自两个不同锁模激光器的一对独立稳定的光学频率梳。该方法已经成功地在许多平台上实现,包括电子锁定光纤梳子、固态钛宝石激光器、微谐振腔梳子和由单个激光输出调制的电光梳子。然而,与单对频率梳和相关锁定电子设备相关的复杂性和成本给基于这些系统的应用程序的开发带来了重大挑战。因此,近年来,许多研究团队已经开发出解决方案,通过从单个激光振荡器产生相干梳子来降低复杂性。10月13-16日,来自瑞士苏黎世联邦理工学院的本杰明·威伦伯格(Benjamin Willenberg)在2020 OSA激光在线大会上展示了这一新方法。示威活动将于美国东部时间10月16日(星期五)上午8:30举行。

在这项研究中,研究人员将两个45°双折射晶体插入到激光腔中,这在腔的两个偏振态之间引入了不同的重复频率。为了同时锁定两个梳子,他们使用了半导体可饱和吸收镜(SESAM)。研究人员首次将这种双折射晶体偏振复用技术与二极管泵浦的固态激光晶体相结合。采用的Yb:CaF2增益晶体具有优良的热学性能和较宽的发射光谱,可以产生高功率的飞秒脉冲。[n]给出了两个双折射方解石晶体(BF1和BF2)在Yb:CaF2增益晶体(G)和SESAM上偏振和复用两个梳子同时锁模的激光腔图。激光器由输出耦合器(OC)泵浦,激光束与泵浦光束通过二向色镜(DM)分离。(B)表示增益晶体中激光模式的分裂,(C)表示重复差ΔFrep通过BF_2的旋转来调整。(D)在SESAM器件上显示了两个空间分离的腔内激光点。

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