克尔透镜锁模

2021-02-23 13:21:36 浏览:443

定义

利用非线性自聚焦效应实现激光器锁模的技术。

克尔透镜锁模是利用可饱和吸收实现的激光器被动锁模技术,而这种可饱和吸收是基于增益介质中克尔透镜效应实现的。克尔透镜效应会减少高功率时光束面积。通过两种不同的机制,克尔透镜效应可以实现可饱和吸收体的功能:

1、真小孔型(hard aperture)克尔透镜锁模:克尔透镜效应减少小孔处的光学损耗,此小孔被放置在振荡腔内;
2、假小孔型(soft aperture)克尔透镜锁模:克尔透镜效应使得激光和泵浦光束更好的重合,从而使得对于脉冲的中心得到更高的增益。

利用克尔透镜锁模,钛宝石激光器中已经产生了短至5fs的超短脉冲。其优点在于快响应,而且也不需要特殊的可饱和吸收介质。其主要的缺点在于需要在谐振腔的稳定性极限上工作,否则克尔透镜效应会变弱。因此很难获得长期稳定工作的激光器,并且谐振腔也需要很好的设计。此外,可靠的自启动锁模也很难获得。

一种特殊的克尔透镜锁模技术已经应用于垂直外腔面发射激光器中(VECSELs)[16]。其增益介质并不具有真正的克尔非线性,但具有一种基于增益饱和和载流子浓度对折射率影响的类似机制。这通常会产生一个由增益饱和导致的负的折射率的变化由于增益饱和,这种变化与即时的光强度并不成比例。

克尔透镜锁模的全面的建模模拟是很困难的,因为其涉及到十分复杂的空间时间变化,特别是光束半径在随时域上的脉冲形状的变化而变化。但是通过简单的模型可以粗略的估计最终获得的调制深度和饱和功率,从而对谐振腔设计有所帮助。

相对于克尔透镜锁模的另一种被动锁模机制是利用实体的可饱和吸收体(如SESAM)实现锁模。当然也可以同时利用SESAM和克尔透镜锁模机制来提供一个宽带的反射带宽,从而实现自启动锁模和超短脉冲。

参考文献

[1] D. E. Spence, P. N. Kean, W. Sibbett, “60-fsec pulse generation from a self-mode-locked Ti:sapphire laser”, Opt. Lett. 16 (1), 42 (1991)
[2] F. Salin et al., “Modelocking of Ti:sapphire lasers and self-focusing: a Gaussian approximation”, Opt. Lett. 16 (21), 1674 (1991)
[3] S. Chen and J. Wang, “Self-starting issues of passive self-focusing mode locking”, Opt. Lett. 16 (21), 1689 (1991)
[4] T. Brabec et al., “Kerr lens mode locking”, Opt. Lett. 17 (18), 1292 (1992)
[5] Piché et al., “Self-mode locking of solid-state lasers without apertures” (soft aperture mode locking), Opt. Lett. 18 (13), 1041 (1993)
[6] J. Herrmann, “Theory of Kerr-lens mode locking: role of self-focusing and radially varying gain”, J. Opt. Soc. Am. B 11 (3), 498 (1994)
[7] Y. Chou et al., “Measurements of the self-starting threshold of Kerr-lens mode-locking lasers”, Opt. Lett. 19 (8), 566 (1994)
[8] G. Cerullo et al., “Resonators for Kerr-lens mode-locked femtosecond Ti:sapphire lasers”, Opt. Lett. 19 (11), 807 (1994)
[9] G. Cerullo et al., “Self-starting Kerr-lens mode locking of a Ti:sapphire laser”,Opt. Lett. 19 (14), 1040 (1994)
[10] I. P. Christov et al., “Mode locking with a compensated space–time astigmatism”, Opt. Lett. 20 (20), 2111 (1995)
[11] D. H. Sutter et al., “Semiconductor saturable-absorber mirror-assisted Kerr lens modelocked Ti:sapphire laser producing pulses in the two-cycle regime”, Opt. Lett. 24 (9), 631 (1999)
[12] U. Morgner et al., “Sub-two cycle pulses from a Kerr-lens mode-locked Ti:sapphire laser”, Opt. Lett. 24 (6), 411 (1999)
[13] S. Uemura and K. Torizuka, “Generation of 12-fs pulses from a diode-pumped Kerr-lens mode-locked Cr:LiSAF laser”, Opt. Lett. 24 (11), 780 (1999)
[14] N. Tolstik et al., “Kerr-lens mode-locked Cr:ZnS laser”, Opt. Lett. 38 (3), 299 (2013)
[15] H. Zhao and A. Major, “Powerful67 fs Kerr-lens mode-locked prismless Yb:KGW oscillator”, Opt. Express 21 (26), 31846 (2013)
[16] A. R. Albrecht et al.,“Exploring ultrafast negative Kerr effect for mode-locking verticalexternal-cavity surface-emitting lasers”, Opt. Express 21 (23), 28801 (2013)

参阅:克尔效应、克尔透镜、锁模、锁模激光器、超快激光器、自启动锁模、钛宝石激光器

脉冲

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