- 再也不做站长了
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首先,要确认你需要的激光器输出参数,然后反推你需要什么样的腔型、晶体、镜片等等。
比如你需要单脉冲能量不大,重频很高,脉冲较短,那皮秒飞秒的振荡器就足够了。什么矩阵、腔型模拟都不用算,直接照经验照文献怼~
一、振荡器
比如最基本的固体飞秒振荡器,如果要20fs左右短脉冲,就需要宽光谱,两个凹面镜腔镜的曲率半径就不能大,R=100或者R=75、50都可以,取决于你想输出的激光参数。这里需要知道一条——任何参数的追求都是有成本的,你只能根据你的需要取一个平衡。腔镜曲率半径小,则脉冲运行时的晶体内束腰半径小,好处是克尔透镜作用强烈,锁模后输出的光谱较宽;缺点是稳区边缘较窄,不太好找。稳区边缘就是看腔镜距离变化时长臂、短臂端镜上的光斑大小变化。变得超大时腔就非稳了,就没光了。锁模通常在稳区上边缘或者下边缘,这里对于脉冲或者连续光有很好的鉴别能力,脉冲损耗小出光,连续损耗大嗝屁,然后就出CW锁模了。如果连续光损耗小,则看光谱中有直流成分,调节腔镜再往非稳走一点,直流就没了。
如果需要7fs、5fs左右的短脉冲,其锁模后的光谱宽度可能达到甚至超过了荧光发射谱线,怎么搞?用输出较小的输出镜,比方说0.5%,然后因为输出小了,腔内的脉冲能流密度就强了,在强烈的克尔透镜也就是自相位调制效应下(一个是空间,一个是光谱),脉冲光谱会大大增宽,经精密的色散控制后输出亚十飞秒的输出激光。但是还要考虑像散的问题,脉冲太短时,腔内的束腰会发生移动,需要增大腔镜的折叠角提供像散,抵消晶体像散。见张志刚《飞秒激光技术》和 Xu Lin “High-powersub-10-fs Ti:sapphire oscillators” APB, 一篇Invited paper,讲的很细。Kartner手下牛人辈出啊。
晶体的选择上,比如最基本的钛宝石固体激光器,晶体太长的话你的色散补偿不好做,因此都尽量用较短的晶体;晶体的吸收率上,用高掺杂的话可以提高功率,低掺杂的话泵光很强,克尔效应容易启动,所以最好取适中的参数。单通吸收率LPSP一般在70%。
再比如你需要低重频的振荡器,做微加工什么的,不妨选用脉冲不太短,比如50fs的,然后可以在腔内加一个望远镜超长腔,把腔长拉个几十米,重频就下来了。依然不需要算腔,用曲率半径大一点比如200mm的,晶体长一点比如7-10mm,功率高一点比如20W,但是这样就需要将晶体制冷来降低一下热透镜了。锁模不好启动,就将原短臂改造成一个凹面镜和SESAM,然后就不是单纯的克尔透镜锁模,而是根据可饱和吸收的原理启动锁模,再利用克尔透镜获得短脉冲的被动锁模了。
再比如你需要高重频短脉冲振荡器,比如1GHz以上,那超短腔也够腔,就需要F-P腔滤波了。
二、放大器
你要确定你的脉宽、能量、重复频率、平均功率、光学元件损伤阈值等一系列参数,再进行合理的选择。
比如你要kHz高功率腔内倍频的纳秒光,那我也不懂。主要就是侧泵二极管、晶体、AOM选好就行了,感觉腔型没啥设计的,就是高功率,算一下热稳定性,尽量用大模场提高泵光利用率,然后根据晶体的大小进行自孔径选模。LBO什么的就是要足够长、恒温炉足够靠谱。至于镜架什么的,能用挠性形变最好,嫌贵的话就全用固定的,直接装上去甚至直接把镜片焊到外壳上去,留两个端镜和LBO可调就行了。
比如你要皮秒飞秒的放大器,那你问对人了。不过写在这儿不会影响我毕业吧!
多通没什么讲的,就是光斑控制,空间重合。玩花样不外乎自成像法和热透镜通道。就讲再生好了。
只要是高能量、高功率谐振腔,谨记两点:热稳定性、腔型失调灵敏性。
- 余辉
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重启一下就可以了,一般来说,重启可以解决90%以上的问题,而且还比较容易
- 陶小凡
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把它拆下来,然后再更换一个新的东西。
- 苏州马小云
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一般这种激光器的话,称高压应该是可以亮光的吗?