Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Pikosekundové pevnolátkové lasery Prof. Ing. Václav Kubeček, DrSc KFE FJFI ČVUT Praha Přednáška č.2 Laserové systémy Revize 26.2.2010.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Pikosekundové pevnolátkové lasery Prof. Ing. Václav Kubeček, DrSc KFE FJFI ČVUT Praha Přednáška č.2 Laserové systémy Revize 26.2.2010."— Transkript prezentace:

1 Pikosekundové pevnolátkové lasery Prof. Ing. Václav Kubeček, DrSc KFE FJFI ČVUT Praha Přednáška č.2 Laserové systémy Revize

2 Obsah přednášky Základní vlastnosti laserových impulsů Základní vlastnosti laserových impulsů Princip synchronizace módů a způsoby realizace Princip synchronizace módů a způsoby realizace Příklady laserů se synchronizací plus nové metody: Příklady laserů se synchronizací plus nové metody: Výbojkou buzený laser s pasivní synchronizací módů Výbojkou buzený laser s pasivní synchronizací módů Pevnolátkové saturovatelné absorbéry Pevnolátkové saturovatelné absorbéry Diodově pulzně buzený ps systém Diodově pulzně buzený ps systém Diodově kontinuálně buzený ps systém Diodově kontinuálně buzený ps systém

3 Pikosekundové laserové impulsy Ps a fs impulsy-mode locking Kontinuální buzení Impulzní buzení

4 Atraktivita krátkých impulsů Délka světelného balíku ve vakuu: 1 ns ~ 30 cm 1 ps ~0.3 mm 1 fs ~ 0.3 um Výkon pro energii 1 J v impulsu 1 ns ~ 1 GW 1 ps ~ 1 TW 1 fs ~ 1 PW Rychlost šíření c

5 Dosažené nejkratší délky impulsů v jednotlivých letech

6 Popis utrakrátkých impulsů

7 Charakteristiky světelných impulsů

8 Spektrální a časové charakteristiky

9 Metoda generace-synchronizace podélných módů

10 Synchronizace módů

11 Model synchronizace módů

12 Základní charakteristiky

13 Příklady laserů se synchronizací módů

14 Metody synchronizace módů Aktivní – pomocí modulátoru řízeného vnějším polem Aktivní – pomocí modulátoru řízeného vnějším polem Pasivní – pomocí nelinearity v rezonátoru Pasivní – pomocí nelinearity v rezonátoru

15 Aktivní synchronizace módů

16 Pasivní synchronizace módů

17 Příklad - Klasický pulzní laser s pasivní synchronizací módů pomocí barviva

18 Nové saturovatelné absorbéry: Polovodičové a krystaly. Výhody polovodičových absorbérů Výhody polovodičových absorbérů Volbou přípravy lze ovlivňovat základní paramety a tak vytvářet elementy pro danou aplikaci Volbou přípravy lze ovlivňovat základní paramety a tak vytvářet elementy pro danou aplikaci neomezená životnost neomezená životnost

19 Polovodičový absorbér Semiconductor mirror with QW (MQW) LTGa As (n=3.49) Al As (n= 2.94) GaAs LTInGaAs (n= 3.2) 20pairs GaAs 400 um InGaAs Substrate QW 15 nm AlAs 90.5nm GaAs 76.2nm BraggMirror GaAs 61 nm AlAs 90.5nm R>97% Run#870,MQ2 Naše elementy: Center for High Technology Materials (CHTM), University of New Mexico, Albuquerque, USA

20

21

22 ALL SOLID STATE MODE- LOCKING Nd:YAG, MQW 760 D, TEM 00 E train = 1.5 mJ, pulse width 50 ps

23

24

25

26 Nd:YAG Pol PC1 M2 MQW PC2 M1 Otevírání dutiny (cavity dumping): Selekce jednoho impulzu ze sledu

27 Další pevnolátkové absorbéry: krystal Cr:YAG

28 Nové trendy v buzení : Pevnolátkové lasery s diodovým buzením Výhody Výhody vysoká účinnost (selektivní buzení) vysoká účinnost (selektivní buzení) malé rozměry a příkon malé rozměry a příkon dlouhá životnost dlouhá životnost

29 Pulsed passively mode locked operation of diode pumped Nd:GdVO 4 and Nd:YVO 4 in a bounce geometry Václav Kubeček*, Michal Drahokoupil, Helena Jelínková Czech Technical University, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Czech Technical University, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering Brehova 7, Prague 1, Czech Republic Brehova 7, Prague 1, Czech Republic Andreas Stintz, Jean-Claude Diels, University of New Mexico, Department of Physics and Astronomy and Center for High Technology Materials, 800 Yale blvd. NE, Albuquerque, New Mexico, USA Photonics West 08: Paper

30 Kvazikontinuální buzení – pulzní systém rezonátor v režimu klouzavého dopadu. M1 - flat rear mirror, M2 - folding mirror (concave 1-m radius of curvature), M3- flat and wedged output coupler with reflectivity of 30%, LD – laser diode array, AM – active medium slab, SA– saturable absorber, WP-wave plate

31 Prostorové charakteristiky laserové diody o pulzním výkonu 100 W Dependence of the size in vertical direction of the pumping beam on the distance from laser diode (left). The figure on right side right shows beam profile of the pump beam at distance 17 cm from the diode.

32 Nd:YVO 4 laser s pasivní synchronizací módů Threshold : 70A, 70A – 82A Stable single train 80A: Ē= 230 ± 20 μJ (250 šotů:

33 Passively mode-locked operation Nd:GdVO 4 Threshold 41 A, < 46 A single train 45 A: Ē= 185 ± 7 μJ I = 46 A I = 60 A

34 MQW saturable absorber in laser resonator

35 Active medium and laser diode

36 LASERY S KONTINUÁLNÍM BUZENÍM

37 20 W laserová dioda s vláknem a zdrojem

38 Experimentální sestava laseru Schéma diodově čerpaného Nd:YAG laseru – saturovatelný absorbér integrovaný do zrcadla LD OS M1 M2 Nd:YAG M5 M4 M3

39 Počítačový návrh rezonátoru laseru Schéma rozložení pole v rezonátoru – poloměr základního příčného módu v krystalu (100um), na zrcadlech a na absorbéru (30 um) Vzdálenost zrcadel ovlivňuje pole v rezonátoru

40 Oscilogramy výstupních impulsů

41 Experimentální výsledky – výkon laseru Závislost výstupního výkonu laseru v jednom svazku (za zrcadlem M3) na čerpacím výkonu. 140 mW.

42 Experimentální výsledky – synchronizace modů Oscilogramy generovaného záření v režimu Q-spínané a kontinuální synchronizace modů Q-MLCW-ML

43 Experimentální výsledky – autokorelační měření V režimu kontinuální synchronizace modů jsme generovali 9 ps impulsy, výkon 2 x 140 mW.

44 FEMTOSEKUNDOVÉ LASERY

45 Pasivní synchronizace módů pomocí optického Kerrova jevu (KLM)

46 Nejkratší impulsy : Titan:safírový laser Délka 5.4 fs = 2 optické cykly


Stáhnout ppt "Pikosekundové pevnolátkové lasery Prof. Ing. Václav Kubeček, DrSc KFE FJFI ČVUT Praha Přednáška č.2 Laserové systémy Revize 26.2.2010."

Podobné prezentace


Reklamy Google