May 15, 2023 Để lại lời nhắn

Công nghệ quang phi tuyến cực nhanh - Công nghệ nén phi tuyến phân chia xung

Xung phân chia (divided pulse) kết hợp với khuếch đại quang đã cho ra đời công nghệ khuếch đại xung phân chia (DPA). Trong những năm gần đây, nhiều nhóm đã áp dụng xung phân chia cho các sơ đồ nén xung phi tuyến tính khác nhau và phát triển các kỹ thuật nén phi tuyến xung phân chia để tăng cường năng lượng xung.
Công trình đầu tiên được trình bày trong số báo này lần đầu tiên kết hợp tách xung với nén khoang nhiều lần. Nén khoang nhiều lần có nhiều ưu điểm, chẳng hạn như độ truyền qua cao hơn và khả năng nén phi tuyến tính an toàn và đáng tin cậy của các xung kilowatt và millijoule, tuy nhiên, nó cũng bị hạn chế bởi ngưỡng thiệt hại quang học của khoang và ion hóa khí. Để khắc phục những hạn chế này, nhóm Jena Limpert ở Đức đã sử dụng kỹ thuật tách xung trong một thí nghiệm nén khoang nhiều lần. Mặt trước là laser sợi quang dựa trên khuếch đại xung chirped (CPA) 16-way với đường kính chùm tia tổng hợp là 8 mm và nén CPA hai giai đoạn, có thể tạo ra laser có công suất trung bình là 200 W, xung năng lượng 4 mJ và độ rộng xung 175 fs. Tia laser đầu ra được chia thành bốn xung bởi hai tinh thể BBO và sau đó đi vào khoang đa luồng để mở rộng phổ, sau đó quá trình tổng hợp xung được thực hiện bởi các tinh thể BBO và cuối cùng các xung tổng hợp được nén bằng cách sử dụng nhiều gương chirp.


Chùm tia đi qua khoang nhiều lần 26 lần với khí argon 350 mbar và hiệu suất đầu ra tổng thể là 84 phần trăm với công suất đầu ra cuối cùng là 169 W. Phổ trước và sau khi nén là khoảng 120 nm ở băng thông 20 dB của phổ nén . Khi xung đạt đến độ rộng giới hạn chuyển đổi xung là 32 fs, có thể nhìn thấy các xung nhỏ không đáng kể ở 800 fs và không thể nhìn thấy xung nhỏ nào ở 1600 fs, cho thấy độ tương phản và tổng hợp miền thời gian xung rất tốt.


Công trình thứ hai được trình bày trong số này kết hợp nén sợi quang lõi rỗng và tách xung để nén các xung năng lượng cao. Để tránh các hiệu ứng tự hội tụ và ion hóa khí bằng cách nén các xung bằng các sợi lõi rỗng chứa đầy khí trơ, các tùy chọn bao gồm thay đổi trạng thái phân cực xung thành phân cực tròn, đưa vào một gradient áp suất khí và sử dụng các chế độ bậc cao hơn của lõi rỗng. sợi lõi, nhưng các phương pháp này vẫn không thể nâng năng lượng xung có thể nén lên trên ngưỡng ion hóa khí. Họ đã sử dụng canxit, các tấm nửa sóng và các bản phân cực để tách xung và tổng hợp các xung, sử dụng một sợi lõi rỗng chứa đầy khí Xe làm môi trường mở rộng quang phổ, sau đó sử dụng một gương chirp để nén xung đơn được tổng hợp.


Phổ được mở rộng bằng thực nghiệm có cấu trúc parabol điển hình được mở rộng bằng hiệu ứng điều chế tự pha, trong đó khoảng cách giữa các sọc điều chế là 0.5 nm, phù hợp với độ trễ 7,2 ps do canxit đưa vào. Cuối cùng, gương chirped được sử dụng để giới thiệu độ phân tán -18000 fs2, nén xung xuống 89 fs với công suất cực đại bằng 91 phần trăm công suất cực đại của xung giới hạn biến đổi, có năng lượng là 5. 0 mJ.


Ứng dụng thành công đầu tiên của tách xung cho sơ đồ nén xung phi tuyến trong khoang nhiều lần sử dụng bốn xung để mở rộng phổ đã tăng tổng năng lượng xung đầu ra của quá trình nén khoang nhiều lần hiện có lên 3,4 mJ với công suất trung bình là 169 WGW Jenkins et al. đã sử dụng xung tách để khắc phục các hạn chế ion hóa trong quá trình nén sợi lõi rỗng và đối với một xung đơn, quá trình ion hóa đã giới hạn năng lượng xung đầu ra ở mức 2,7 mJ. Bằng cách tách xung thành bốn xung năng lượng thấp, nhóm đã thu được một xung nén 5.0 mJ.

Gửi yêu cầu

whatsapp

Điện thoại

Thư điện tử

Yêu cầu thông tin