новый Nd YAP лазер с ВРМБ зеркалом

Всем привет. Вот возникла необходимость в мощном твердотельном импульсном лазере для наблюдения пульсирующего оптического разряда. Пока на фото представлен рабочий вариант такого лазера, но без внешнего стретчера и компрессора. Данный блок сейчас в стадии сбора. Сам лазер решил собрать с использованием ВРМБ зеркала так как нет в наличии пассивного затвора. Использование динамических зеркал на основе нелинейных эффектов позволяет получать наносекундные импульсы практически без особых проблем. Дальнейшее сокращение импульса можно будет произвести с помощью стретчера и компрессора установленных в единый корпус отделенный от самого лазера с учетом добавления поляризатора в самом лазере. Это позволит осуществить временное сжатие импульса вплоть до фемтосекундного уровня.

 

Ширина линии какая? ВРМБ сильно уширит её. Тут, конечно, синхронизацию мод лучше бы делать.

Измерены ли спектральная, пространственная и временная характеристики?

 

Ширина линии 59 МГц. В результате ВРМБ лазер генерит на одной основной моде. Длительность импульса 1нс при энергии в импульсе 100 мДж. Спектральный интервал не определял так как нужно знать количество стоксовых компонент участвующих в генерации. Если бы был спектрометр можно было бы узнать и определить спектральный интервал.

 

"Ширина линии 59 МГц. ... Длительность импульса 1нс..."
Если под шириной линии понимается экспериментально определённая ширина спектра генерации (кстати, как измерялась сия величина?), то "ихт бин нон коррелирен". Т.е. полное несоответствие приведенных выше параметров друг другу.

"Дальнейшее сокращение импульса можно будет произвести с помощью стретчера и компрессора ... Это позволит осуществить временное сжатие импульса вплоть до фемтосекундного уровня".

Я полагаю, что вполне адекватно представляю себе, что есть метод CPA (chirped pulse amplification) и что такое стретчер и компрессор. Однако совершенно не понял, как можно импульс 1 нс растянуть в стретчере (до какой длительности?), а потом сжать в компрессоре до фемтосекунд. Объясните, пожалуйста, или ссылку дайте, где сие описано.

 

У меня тоже есть вопросы. Как при 1нс получилось 59 МГц ?

Есть неопределённость: произведение спектральной ширины в Гц и длительности импульса больше или равно 1. *59*10^-3 получается.

Учитывая, что YAP обычно имеет базовую ширину линии люминисценции порядка 5-7 нм, плюс ВРМБ вносит сильное дополнительное уширение, то я нихт ферштейн.

 

Здесь имеется ввиду ширина бриллюэновской линии. Да забыл сказать, что компрессоров будет несколько. Первый способствует сокращению импульса до нескольких сотен пикосекунд, второй до единиц пикосекунд, а третий до еще более короткого уровня.

 

а меня больше интересует вопрос об одномодовости. проверяли?

 

Да проверял. ВРМБ зеркало способствует выживанию одной моды.

 

" ... меня больше интересует вопрос об одномодовости. "

IMHO, не может быть одномодовости в лазере с ВРМБ зеркалом интегрально по импульсу. Ещё давно, в 197х каком-то году, В.В. Рагульский показал, что генерация такого лазера состоит из нескольких пичков, каждый из которых соответствует генерации на своём стоксе и, возможно, будет одномодовым. В жидкой среде (ацетон в данном случае), может при условии превышения порога, вылезти импульс прямого ВКР, что не есть гут.
В общем, лазер с модуляцией добротности за счёт ВРМБ очень капризен. IMHO поэтому и не нашёл массового применения.
To Apofis
Не могли бы Вы привести оптическую схему Вашего генератора? Это будет граздо информативнее фотографий.

 

То, что касается ВКР вы правы. По поводу одномодовости, то тут мы производим селекцию мод управляя усилением активной среды с помощью подбора уровня энергии накачки. Таким образом генерация идет на основной моде так как потери для других мод большие и генерация на них не возникает. Поэтому одна мода разгоняется в ВРМБ зеркале. На рисунке ППЗ - полупрозрачное зеркало
YAP - кристалл Перовскит
МЛ - менисковая линза
ВРМБ - рассеивающая среда
ГЗ - глухое зеркало
Сразу говорю, что схема будет работать как без глухого зеркала, так и с пассивным затвором вместо полупрозрачного зеркала.

 

За схему - спасибо. Но хотелось бы увидеть основные параметры, прежде всего длины (кристалла, кюветы с жидкостью, полную длину резонатора) и узнать фокусное расстояние линзы.

...компрессоров будет несколько. Первый способствует сокращению импульса до нескольких сотен пикосекунд, второй до единиц пикосекунд, а третий до еще более короткого уровня."

Т.е. стретчирования не будет?

 

Стретчер будет после второго компрессора. Хотя если пиковая мощность достигнет гигаватного уровня, то стретчер и третий компрессор будут ненужны. Просто я всегда готовлюсь к худшему, поэтому лучше перестраховаться. Выходное зеркало с коэффициентом пропускания 25 %, квантрон К-107, лампа ИФП 800, YAP 6,3/100, менисковая линза с фокусным расстоянием 30 мм, кювета длиной 50 мм, глухое зеркало клиновидное с коэффициентом отражения 99 %.

 

Прошу прощение, а зачем тогда ставить глухое зеркало, если оно "возникает" в жидкости? И еще вопрос, можно-ли линзу сразу в кювету вмонтировать вместо входного окна или тогда придется выпуклой стороной наружу его ставить, что усложнит юстировку?

 

Зеркало глухое ставил, чтобы затравочный импульс было легче получить. ВРМБ это штука нелинейная, соответственно необходимо преодолеть порог для развития процесса ВРМБ, вот и приходилось извращаться различными способами. Да линзу можете вставить сразу вместо одного из окошек кюветы, просто я этого не сделал потому что мне хотелось получить ВРМБ без фокусировки излучения внутрь кюветы, но этого у меня не получилось, поэтому пришлось поставить линзу.

 

Тогда еще такой вопрос, если стоит одна линза, у нее фоку внутри кюветы, дальше происходит расхождение пучка и на зеркало попадает уже не все излучение, а до кристалла и того возвращается мизерная часть его, как-же тогда происходит "затравочная" генерация?Ведь резонатор сверх неустойчивый стал из за линзы????

 

Так линзу ставишь в самую последнюю очередь. Сперва юстируешь схему без линзы, как получил генерацию ставишь линзу. если порог ВРМБ преодолел, то само зеркало срабатывает сразу же, если где-то на пороге работаешь, то будет то появляться, то исчезать, поэтому терпения нужно много, чтобы это все настроить. Вообще фокусировка чем плоха, так это тем, что она накладывает определенные ограничения на максимально возможный импульс по мощности. я когда настраивал свою схему, то переднее окошко кюветы разлетелось, от него кусок отвалился, потому что стекло само хреновое было и несколько раз фокус линзы попадал в окошко, поэтому имей это ввиду. Зеркало глухое можешь и не ставить, без него тоже работает, у Вас наверняка у всех блоки питания самодельные, поэтому и энергию накачки вы можете сделать ту, которая Вам нужна. У нас был блок питания заводской от фирмы Федал, а там максимальная энергия накачки 90 Дж, поэтому в моем случае этого было маловато.

 

Понял, спасибо огромное!!!
Да БП самодельный и могу регулировать напряжение заряда... я даю на одну ИФП800 максимум 1150Дж (режим моноимпульсный).А вообще рассчитан БП на 1800Дж.Буду пробовать...
И еще такой вот вопрос,считаю важнейшим! Сколько давать накачки максимум на мой ИАГ, характеристик я его вообще не знаю ибо мне его в нагрузку к рубинам подарили, сказали что стекло, но я засомневавшись, замерял плотность и оказалось, что гранат, светил дневной лампой и никакой люминисценции не наблюдалось... да и у него легирование низкое судя по всему ибо он генерит и без выходного зеркала даже, на одном паршивом алюминиевом глухом у которого r около 75-80% думаю максимум... Жаль будет если он "развалится"...вот фото его, может что-то даст о нем информативного? Размеры его 8*80мм (цанги я сам приклеил что-б в К-107 влазил).

 

Ну во первых, Вы в предыдущем сообщении писали максимальная энергия накачки для лампы ИФП 800 1150 Дж. Я просто с этими лампами работал, у них максимальная энергия 800 Дж, но при максимальной энергии эти лампы живут не долго, если больше 800 Дж дадите, то лампа может лопнуть, Можете конечно поиграться на старой лампе, но самое страшное будет, если она лопнет внутри квантрона, тогда и лампе пиз....ц и осветителю. Для Вашего граната 200 Дж с лихвой хватит. Потом Вы упомянули про рубины, которые Вам достались, ВРМБ можно сделать и на основе рубинового лазера, по крайней мере будет не так жалко, если вдруг убьете кристалл. А на гранате можно собрать нормальную систему по заводской оптической схеме. Конечно многое зависит и от конструкции самих осветителей, от конфигурации резонатора. К примеру, я года 4 назад заказывал лазер твердотельный импульсный в фирме Солар Лазер Систем. Лазер потрясающий, на одном квантроне при накачке максимальной всего 25 Дж, он дает 0.5 Дж в импульсе при длительности 15 нс, на второй гармонике почти 300 мДж. Это информация Вам чисто, как пример.