从单级 Yb:YAG 双晶体散装放大器中产生 100 W,千兆级的皮秒激光

科学领域:

• 激光物理 激光物理
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 光子学 是一个光子学.

背景情况:

• 由于其有利的光谱和热特性,Yb:YAG激光对于各种科学和工业应用至关重要.
• 在批量再生放大器中同时实现高平均功率和脉冲能量,这给热管理带来了重大挑战.

研究的目的:

• 开发和描述一个高功率,单阶段的Yb:YAG批量再生放大器.
• 调查双晶再生腔设计的性能,以提高热稳定性和放大效率.
• 为了证明适用于多功能应用的可调节的重复率.

主要方法:

• 在再生放大器腔内使用双晶Yb:YAG配置.
• 使用可调节的重复频率从50 kHz到300 kHz.
• 标志着放大脉冲能量,平均功率,光谱带宽,脉冲持续时间和光束质量.

主要成果:

• 实现了108.9W的最大平均功率和1.9mJ的脉冲能量.
• 证明了单阶段Yb:YAG批量皮秒激光器的最高平均功率.
• 保持了放大效率和光束质量,由于热不敏感的双晶体设计,随着功率的增加,光束质量降低最小.
• 实现了1.02nm的压缩光谱带宽和1.45ps的脉冲持续时间,压缩效率为92.7%.

结论:

• 开发的Yb:YAG批量再生放大器在皮秒激光器的平均功率和脉冲能量方面提供了前所未有的性能.
• 双晶再生腔设计有效减轻热问题,确保稳定和高质量的光束输出.
• 这种激光源非常适合极端紫外线生成等苛刻的应用,并作为高功率激光系统的前端.