Электронный каталог НБ БНТУ

Статья

Тихомиров, С.А.
Фемтосекундная лазерная система с импульсной накачкой генератора и усилителя при использовании одного силового блока = Femtosecond System with Pulse Pumping of Seed Laser and Amplifier by Using a Single Power Unit / С. А. Тихомиров. – DOI 10.21122/2220-9506-2021-12-1-23-29 // Приборы и методы измерений / гл. ред. Олег Константинович Гусев; учредитель Белорусский национальный технический университет (Минск). – 2021. – Т.12 №1. – С. 23-29. – Режим доступа : https://rep.bntu.by/handle/data/88811. – На рус. яз.

Уже на протяжении нескольких десятилетий развитие методов генерации сверхкоротких импульсов является самостоятельной актуальной научно-технической задачей. Идёт постоянное совершенствование как способов получения импульсов, так и методов их использования. Целью данной работы являлось исследование возможности реализации согласованной работы двух принципиально разных типов лазеров накачки фемтосекундного генератора и усилителя на одном одноламповом квантроне и создание на этой основе компактной мощной фемтосекундной лазерной системы с импульсной накачкой и одним силовым блоком. Осуществлена практическая реализация на одном квантроне с двумя активными элементами и одной лампой накачки двух типов импульсных лазеров (нано- и пикосекундного, работающих, соответственно, в режиме модулированной добротности и синхронизации мод). Получены требуемая синхронизация во времени момента формирования импульса накачки фемтосекундного усилителя и области квазистационарной генерации импульсов в выходном излучении фемтосекундного Ti:сапфирового генератора и необходимые взаимосогласованные энергетические параметры выходного излучения лазеров накачки фемтосекундного генератора и усилителя. На этой основе разработана компактная импульсная моноблочная лазерная система, способная обеспечить генерацию фемтосекундных импульсов длительностью 50–150 фс с энергией до 1 мДж и достаточно высокой частотой повторения импульсов (вплоть до 1 кГц, что определяется типом используемых квантрона и блока накачки). В лазерной системе использована компактная совмещённая схема стретчераомпрессора с одной общей дифракционной решёткой. Лазерные системы подобного типа, характеризуемые относительно низкой стоимостью за счёт использования одного силового блока питания для одновременной накачки усилителя и генератора, а также более низкими требованиями к качеству оптических элементов и условиям эксплуатации благодаря импульсному режиму работы, представляются достаточно практичными. Они могут найти применение как в научных исследованиях в области сверхскоростной кинетической спектроскопии и нелинейной оптике, так и в многочисленных технических приложениях, в частности в прецизионной обработке материалов, как оптические имитаторы воздействия тяжёлых заряженных частиц при проведении испытаний радиационной стойкости интегральных микросхем и электронных модулей.
For several decades development of methods for generating ultrashort pulses has been an independent urgent scientific and technical problem. There is a constant improvement both in the methods of such pulses receiving and in methods of their use. The aim of this work was to investigate the possibility of realizing the coordinated operation of two fundamentally different types of pump lasers for the femtosecond oscillator and amplifier based on one single-lamp laser head and to create on this basis a compact high-power femtosecond system with pulsed pumping and one power unit. The practical implementation of two types of pulsed lasers (nano- and picosecond ones operating, respectively, in Q-switch and modelock regime) on a single laser head with two active elements and one pump lamp is carried out. The required synchronization in time the pump pulse femtosecond amplifier formation and quasi-stationary region of generated pulses in the output radiation of a femtosecond Ti:sapphire is obtained. On this basis a compact, pulse pumped monoblock laser system has been developed that can generate femtosecond pulses with a duration of 50–150 fs with an energy up to 1 mJ and a high enough pulse repetition rate (up to 1 kHz which is determined by the type of laser head and pump unit used). In the developed laser system a compact scheme of a stretcher-compressor with a single common diffraction grating is used. Laser systems of this type characterized by a relatively low cost due to the use of a single power supply unit for simultaneous pumping of the amplifier and oscillator, as well as lower requirements for the quality of optical elements and usage conditions due to the pulse mode of operation, are quite practical and can be used both in scientific research in the field of ultra-high-speed kinetic spectroscopy and nonlinear optics, as well as in numerous technical applications, particular in the precision processing of materials, as optical simulators of the action of heavy charged particles in testing the radiation resistance of integrated circuits and electronic modules.

621.373.826

общий = БД Техника
общий = ФЕМТОСЕКУНДНЫЕ ЛАЗЕРЫ
общий = ФЕМТОСЕКУНДНЫЕ ИМПУЛЬСЫ
общий = ЛАЗЕРНАЯ НАКАЧКА
общий = СИНХРОНИЗАЦИЯ