Millifocal less-cycle laser sources in the short-wavelength infrared can drive two-color plasmas to produce terahertz pulses at higher efficiencies, as well as optically aberrated mid-infrared femtosecond pulses >गैर-ऑक्साइड क्रिस्टल में 5 माइक्रोमीटर। थ्यूलियम-डोप्ड फाइबर लेजर प्रणाली 2 माइक्रोन के करीब केंद्रीय तरंग दैर्ध्य के साथ सौ फेमटोसेकंड दालों का उत्पादन कर सकती है। जर्मनी के जेना में लिम्पर्ट समूह ने 2022 में चार थ्यूलियम-डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरों के आउटपुट को सुसंगत रूप से संश्लेषित किया [1], और अंततः 1.65 एमजे की पल्स ऊर्जा और 100 किलोहर्ट्ज़ की पुनरावृत्ति आवृत्ति के साथ 85 एफएस पल्स प्राप्त किए, जो टूट जाता है एकल-पल्स ऊर्जा और औसत शक्ति पर एकल ऑप्टिकल फाइबर की सीमाएं। डिवाइस चित्र 1 में दिखाया गया है।
चित्र 1 चार थ्यूलियम-डोप्ड फाइबर के साथ सुसंगत संश्लेषण उपकरण का योजनाबद्ध आरेख।
पल्स चौड़ाई को और कम करने के लिए, लिम्पर्ट का समूह 2023 में उपरोक्त डिवाइस को फ्रंट-एंड के रूप में उपयोग करेगा, और संपीड़न के लिए खोखले-कोर ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करेगा। संपीड़न उपकरण की संरचना चित्र 2 में दिखाई गई है, जिसमें क्रमशः इनपुट और आउटपुट के लिए दो वैक्यूम कक्ष और नॉनलाइनियर चौड़ीकरण के लिए एक उच्च-वोल्टेज कक्ष शामिल है, जो आर्गन गैस से भरा है। जलवाष्प अवशोषण को कम करने के लिए दोनों निर्वात कक्षों में वायु का दबाव बनाए रखा जाता है<1 mabr. The bottom side of the high-voltage chamber is equipped with water cooling to dissipate the heat, avoiding harmful thermal effects at high power. The hollow core fiber is placed on a long straight V-groove to avoid bending loss. The core diameter of the hollow core fiber is 500 μm, the length is 1.05 m. The internal nonlinear gas is selected as argon, and the theoretical maximum passing efficiency is 89.5%.
चित्र 2 खोखले कोर फाइबर संपीड़न उपकरण का योजनाबद्ध आरेख
गुहा के अंदर गैस के दबाव को धीरे-धीरे बढ़ाते हुए, संबंधित आउटपुट परिणाम चित्र 3 में दिखाए गए हैं। जब गैस का दबाव 3 बार से कम होता है, तो आउटपुट पावर लगभग 139 डब्ल्यू होती है और बीम की गुणवत्ता अच्छी रहती है (छवि 3 ए)। जब हवा का दबाव 3 बार से अधिक होता है, तो आउटपुट पावर कम होने लगती है और बीम की गुणवत्ता काफी खराब हो जाती है, और स्पॉट गॉसियन बीम से 4.25 बार पर विचलित हो जाता है, जैसा कि चित्र 3 बी में दिखाया गया है। चित्र 3सी विभिन्न वायु दबावों के तहत आउटपुट की वर्णक्रमीय चौड़ाई का विश्लेषण करता है। हवा का दबाव 3 बार से अधिक होने के बाद, हवा के दबाव में वृद्धि के साथ स्पेक्ट्रा अब महत्वपूर्ण रूप से चौड़ा नहीं होता है, और संबंधित परिवर्तन सीमा दालें मूल रूप से अपरिवर्तित रहती हैं। लेखकों ने उपरोक्त कारकों पर विचार किया और अंततः बाद के प्रयोगों के लिए 3 बार वायुदाब को चुना।
चित्र 3 खोखले-कोर फाइबर में विभिन्न वायु दबावों के आउटपुट परिणाम
3 बार वायु दबाव पर मापा गया स्पेक्ट्रा और ऑटोसहसंबंध वक्र चित्र 4 में दिखाए गए हैं, जिसमें स्पेक्ट्रा 1.2 μm -2.4 μm को कवर करता है। फैलाव की भरपाई के लिए चहकते दर्पणों की एक जोड़ी का उपयोग करने के बाद, पल्स की चौड़ाई 1 {{13 }}.2 एफएस तक कम हो जाती है, औसत शक्ति 132 डब्ल्यू होती है, और पल्स की मुख्य शिखर ऊर्जा 66 प्रतिशत होती है ऊर्जा, अधिकतम शक्ति 80 गीगावॉट तक। चित्र 5 स्थिरता परीक्षण के परिणामों को दर्शाता है, और फ्रंट-एंड आउटपुट का सापेक्ष तीव्रता शोर 0.75 प्रतिशत है। जो 20 हर्ट्ज से 50 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति रेंज में केंद्रित है। नॉनलाइनियर पल्स संपीड़न के बाद, मुख्य शोर योगदान कम आवृत्ति रेंज में 2 किलोहर्ट्ज़ तक होता है, जो पानी के ठंडा होने और वैक्यूम पंप के यांत्रिक कंपन से आता है, जिससे साबित होता है कि संपीड़न प्रक्रिया के दौरान अतिरिक्त शोर का कोई परिचय नहीं है, यह सुनिश्चित करना प्रकाश स्रोत की स्थिरता.
चित्र: 3 बार वायु दबाव पर 4 स्पेक्ट्रल और ऑटोसहसंबंध माप
चित्र 5 अल्पकालिक स्थिरता परीक्षण
इस पेपर में, 1.9 μm की केंद्र तरंग दैर्ध्य, 10.2 fs की चौड़ाई, दो चक्रों से कम की पल्स चौड़ाई, 1.3 mJ की पल्स ऊर्जा और 80 GW की चरम शक्ति के साथ एक उच्च-ऊर्जा फेमटोसेकंड पल्स प्राप्त की जाती है। खोखले-कोर फाइबर संपीड़न का उपयोग करना। इस प्रकाश स्रोत की औसत शक्ति 132 डब्ल्यू है, जो लघु-तरंग दैर्ध्य अवरक्त क्षेत्र में काम करने वाले कम-चक्र दालों का उच्चतम शक्ति स्तर है, और यह उच्च-ऊर्जा, उच्च-शक्ति संचालित है प्रकाश स्रोत निश्चित रूप से दृढ़ता से यह उच्च-ऊर्जा, उच्च-शक्ति ड्राइव प्रकाश स्रोत मध्य-अवरक्त बैंड में लेजर प्रौद्योगिकी के विकास को सख्ती से बढ़ावा देगा।
