မုဒ်-လော့ချထားသော စာရွက်လေဆာ၊ ပါဝါမြင့် စွမ်းအင် အလွန်မြန်သော လေဆာ

မြင့်မားသောပါဝါ femtosecondလေဆာterahertz ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ attosecond pulse generation နှင့် optical frequency comb ကဲ့သို့သော သိပ္ပံနည်းကျသုတေသနနှင့် စက်မှုနယ်ပယ်များတွင် အသုံးချမှုတန်ဖိုးကြီးမားသည်။Mod-locked လေဆာများရိုးရာ block-gain မီဒီယာကို အခြေခံ၍ ပါဝါမြင့်သောအခါတွင် thermal lensing effect ကြောင့် ကန့်သတ်ထားပြီး လက်ရှိတွင် အများဆုံး output power မှာ 20 W ခန့်ရှိသည်။

Thin sheet laser သည် multi-pass pump structure ကို အသုံးပြု၍ ထင်ဟပ်စေသည်စုပ်စက်မီးမြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော pump စုပ်ယူမှုအတွက် 100 microns အထူရှိသော sheet gain medium သို့ထည့်သွင်းထားသည်။ backcooling နည်းပညာနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော အလွန်ပါးလွှာသော gain medium သည် thermal lens effect နှင့် nonlinear effect တို့၏ လွှမ်းမိုးမှုကို သိသိသာသာ လျော့နည်းစေပြီး ပိုမိုမြင့်မားသော power femtosecond pulse output ကို ရရှိစေနိုင်သည်။
Kerr lens mode-locking နည်းပညာနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော Wafer oscillators များသည် femtosecond အစီအစဉ်တွင် pulse width ဖြင့် မြင့်မားသော ပျမ်းမျှပါဝါ laser output ရရှိရန် အဓိကနည်းလမ်းများဖြစ်သည်။

ပုံ ၁ (က) ၇၂ အလင်းတန်းဖွဲ့စည်းပုံပုံနှင့် (ခ) ပန့်မော်ဂျူး၏ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာပုံ

တရုတ်သိပ္ပံအကယ်ဒမီမှ သုတေသီအဖွဲ့တစ်ဖွဲ့သည် ကိုယ်တိုင်တီထွင်ထားသော 72-way pump module ကိုအခြေခံ၍ Kerr lens mode-locked sheet laser ကို ဒီဇိုင်းထုတ်တည်ဆောက်ခဲ့ပြီး တရုတ်နိုင်ငံတွင် အမြင့်ဆုံးပျမ်းမျှပါဝါနှင့် single pulse energy ရှိသော Kerr lens mode-locked sheet laser ကို တီထွင်ခဲ့သည်။
Kerr lens mode-locking ၏ မူနှင့် ABCD matrix ၏ iterative calculation ကို အခြေခံ၍ သုတေသနအဖွဲ့သည် thin plate Kerr lens mode-locking laser ၏ mode-locking သီအိုရီကို ဦးစွာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခဲ့ပြီး mode-locking လုပ်ဆောင်ချက်နှင့် စဉ်ဆက်မပြတ်လည်ပတ်နေစဉ်အတွင်း resonator တွင် mode ပြောင်းလဲမှုများကို simulate လုပ်ခဲ့ပြီး mode-locking ပြုလုပ်ပြီးနောက် hard diaphragm ရှိ cavity mode radius ကို 7% ကျော် လျှော့ချမည်ဟု အတည်ပြုခဲ့သည်။

ထို့နောက်တွင် ဒီဇိုင်းမူအရ သုတေသနအဖွဲ့သည် အဖွဲ့မှ သီးခြားတီထွင်ထားသော 72-way pump module (ပုံ ၁) ကိုအခြေခံ၍ Kerr lens mode-locked resonator (ပုံ ၂) ကို ဒီဇိုင်းထုတ်တည်ဆောက်ခဲ့ပြီး 72 W pumping time တွင် ပျမ်းမျှပါဝါ 11.78W၊ pulse width 245 fs နှင့် single pulse energy 0.14μJ ရှိသော pulsed laser output ကို ရရှိခဲ့သည်။ output pulse ၏ width နှင့် intracavity mode ၏ ကွဲပြားမှုသည် simulation ရလဒ်များနှင့် ကောင်းမွန်စွာ ကိုက်ညီပါသည်။

ပုံ ၂။ စမ်းသပ်မှုတွင် အသုံးပြုခဲ့သော Kerr မှန်ဘီလူး mode-locked Yb:YAG wafer laser ၏ resonant cavity ၏ ပုံကြမ်းပုံ

လေဆာ၏ output power မြှင့်တင်ရန်အတွက် သုတေသနအဖွဲ့သည် focusing mirror ၏ curvature radius ကို တိုးမြှင့်ခဲ့ပြီး Kerr medium thickness နှင့် second-order dispersion ကို အသေးစိတ်ချိန်ညှိခဲ့သည်။ pump power ကို 94 W သို့ သတ်မှတ်သောအခါ ပျမ်းမျှ output power ကို 22.33 W သို့ တိုးမြှင့်ခဲ့ပြီး pulse width မှာ 394 fs ဖြစ်ပြီး single pulse energy မှာ 0.28 μJ ဖြစ်သည်။

အထွက်စွမ်းအားကို ပိုမိုတိုးမြှင့်ရန်အတွက် သုတေသနအဖွဲ့သည် အာရုံစူးစိုက်ထားသော ခွက်ဝင်မှန်တစ်စုံ၏ ကွေးညွှတ်မှုအချင်းဝက်ကို ပိုမိုတိုးမြှင့်မည်ဖြစ်ပြီး၊ လေနှောင့်ယှက်မှုနှင့် လေပျံ့နှံ့မှု၏လွှမ်းမိုးမှုကို လျှော့ချရန် resonator ကို လေဟာနယ်နည်းသောပတ်ဝန်းကျင်တွင် ထားမည်ဖြစ်သည်။