高出力Yb:CaYAlO₄デュアルクリスタル再生増幅器、5および50 kHz繰り返し周波数

科学分野:

• レーザー物理学
• 材料科学
• フォトニクス

背景:

• イッテルビウム添加酸化カルシウムイットリウムアルミニウム（Yb:CALYO）結晶は、広範な放射と適度な熱伝導率を提供し、高出力、短パルスレーザーに最適です。
• Yb:CALYOベースの高出力フェムト秒増幅器に関する研究は限られており、進歩の機会があります。

研究 の 目的:

• 高出力フェムト秒レーザー生成のためのYb:CALYOベースのデュアルクリスタル再生増幅器を開発および特性評価すること。
• 増幅器の平均出力、パルスエネルギー、パルス持続時間に関する性能を調査すること。

主な方法:

• ゲイン媒体としてYb:CALYOを使用したデュアルクリスタル再生増幅器構成を利用しました。
• 電力とエネルギーのスケーリングを評価するために、異なる繰り返し周波数（5 kHzおよび50 kHz）で増幅器をテストしました。

主要な成果:

• 5 kHzで最大6.5 mJの単一パルスエネルギー（平均出力32.5 W）を達成しました。
• 50 kHzで最大65.2 Wの平均出力（単一パルスエネルギー1.3 mJ）に達しました。
• 両方の構成で、200 fs未満のパルス持続時間と良好な電力安定性を維持しました。

結論:

• Yb:CALYO増幅器は、この材料システムにおいて前例のない平均出力とパルスエネルギーを示しています。
• Yb:CALYOは、10 mJおよび100 Wの平均出力を超える将来の高出力フェムト秒レーザーを開発するための非常に有望な材料です。
• この研究は、Yb:CALYOベースのフェムト秒増幅器の新たなベンチマークを確立します。