高重频全固态掺镱飞秒激光放大器研究进展 
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Progress on Yb-Doped All-Solid-State Femtosecond Laser Amplifier with High Repetition Rate
1 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
2 中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室, 北京 100190
图 & 表
图 1. 再生放大器原理图
Fig. 1. Schematic of regenerative amplifier
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图 2. 薄片散热示意图
Fig. 2. Heat dissipation schematic of thin disk
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图 3. 非线性放大器[55]。(a)实验装置图;(b)放大过程中脉冲演变规律
Fig. 3. Diagram of nonlinear amplifier[55]. (a) Experimental equipment; (b) evolution rule of pulse during amplification process
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图 4. 双晶体再生腔实验装置图[56]
Fig. 4. Experimental diagram of double crystal regeneration cavity[56]
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图 5. 四通行波放大器原理图
Fig. 5. Schematic of four-pass travelling-wave amplifier
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图 6. 双端泵浦板条激光技术原理图
Fig. 6. Schematic of double-ended pumped slab laser technology
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图 7. 单晶光纤原理图
Fig. 7. Schematic of single crystal fiber
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图 8. 双通行波放大实验装置图[92]
Fig. 8. Experimental setup of double-pass travelling-wave amplification[92]
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图 9. 四通偏振控制放大器设置[99]
Fig. 9. Layout of the four-pass polarization switched amplifier[99]
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表 1Yb掺杂激光材料的基本性质
Table1. Basic properties of Yb-doped laser materials
| Laser material | τ /μs | σa,p /(10-20·cm2) | σe,l /(10-20·cm2) | Δλ /nm | Κ /(W·m-1·K-1) |
|---|
| Yb∶YAG[23] | 951 | 0.75 | 2.1 | 10--11 | 5.7 | | Yb∶KGW[24] | ~600 | 12 | 2.8 | 20 | 3.3 | | Yb∶KYW(nm)[25] | 600 | 13.3 | 3.0 | 16 | 3.3 | | Yb∶Ca | 2400 | 0.54 | 0.25 | 70 | 9.7 | | Yb∶CALGO[27] | 420 | 1.0(a) | 0.75(a) | 80 | 6.3 |
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表 2Yb∶YAG SCF和Yb∶YAG块状晶体在940 nm和969 nm泵浦下的CPA性能[89]
Table2. CPA of Yb∶YAG SCF and Yb∶YAG rods pumped at 940 nm and 969 nm[89]
| Pump power /W | Seed repetition /kHz | Output power /W | Small signal gain /dB | | |
|---|
| Yb∶YAG SCF with size of 1 mm×40 mm and doping concentration of 1% under 940 nm pump | | 70 | 100 | 8.5 | 17 | 1.06 | 1.07 | | 105(70+35) | 100 | 21 | 26 | 1.09 | 1.09 | | 120(70+50) | 500 | 26 | 28 | 1.13 | 1.10 | | Yb∶YAG rod with size of 5 mm×5 mm×5 mm and doping concentration of 5% under 940 nm pump | | 70 | 100/500 | 7.2/7.8 | 17 | 1.10 | 1.17 | | Yb∶YAG rod with size of 5 mm×5 mm×20 mm and doping concentration of 2% under 940 nm pump | | 70 | 500 | 11.2 | 24 | 1.17 | 1.08 | | Yb∶YAG rod with size of 2 mm×2 mm×20 mm and doping concentration of 2% under 940 nm pump | | 70 | 500 | 13.5 | 25 | 1.06 | 1.08 | | 120(70+35) | 500 | 39.5 | 40 | 1.07 | 1.09 | | 140(70+50) | 500 | 47.5 | 42.3 | 1.13 | 1.17 | | Yb∶YAG rod with size of 2 mm×2 mm×20 mm and doping concentration of 2% under 969 nm pump | | 87 | 500 | 17.9 | 24.4 | 1.06 | 1.06 |
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白川, 田文龙, 王阁阳, 郑立, 徐瑞, 张大成, 王兆华, 朱江峰, 魏志义. 高重频全固态掺镱飞秒激光放大器研究进展[J]. 中国激光, 2021, 48(5): 0501005. Chuan Bai, Wenlong Tian, Geyang Wang, Li Zhen, Rui Xu, Dacheng Zhang, Zhaohua Wang, Jiangfeng Zhu, Zhiyi Wei. Progress on Yb-Doped All-Solid-State Femtosecond Laser Amplifier with High Repetition Rate[J]. Chinese Journal of Lasers, 2021, 48(5): 0501005.
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