Vysokovýkonný zdroj pikosekundových optických pulzů ve střední infračervené oblasti

Abstract

1 Název práce: Vysokovýkonný zdroj pikosekundových optických pulzů ve střední infračervené oblasti Autor: Michal Vyvlečka Katedra: Katedra chemické fyziky a optiky Vedoucí diplomové práce: Ing. Ondřej Novák, Ph.D., Centrum Hilase, Fyzikální ústav AV ČR Abstrakt: Byl vyvinut vysokovýkonný pikosekundový zdroj záření ve střední infračervené spektrální oblasti s laditelností vlnových délek založený na optické parametrické generaci (OPG) a optickém parametrickém zesílení (OPA). Čerpání zdroje zajišťoval tenkodiskový Yb:YAG laser poskytující výstupní výkon do 100 W při opakovací frekvenci 100 kHz, vlnové délce 1030 nm a délce pulzu 2-3 ps. Část výkonu tohoto fundamentálního laserového svazku čerpala proces OPG v krystalu PPLN. Vlnová délka generované signálové vlny je dána periodou pólování a teplotou krystalu PPLN. Bylo dosaženo laditelnosti vlnové délky signálu v intervalu mezi 1,46 µm a 1,95 µm s výkonem 20 mW při čerpání 2 W při dvojím průchodu svazků PPLN krystalem. Odpovídající jalová vlna byla v rozsahu 2,28-3,50 μm. Signálový svazek byl následně dále zesílen pomocí procesu OPA ve dvojici krystalů KTP čerpaných fundamentálním svazkem. Signálový svazek byl zesílen až na 2 W při výkonu čerpání 38 W. Ladění výstupní vlnové délky bylo realizováno změnou úhlu sfázování v krystalech KTP. Takto bylo dosaženo...

1 Title: High-average power picosecond mid-IR source Author: Michal Vyvlečka Department: Department of Chemical Physics and Optics Supervisor: Ing. Ondřej Novák, Ph.D., Hilase centre, Institute of Physics of CAS Abstract: High average power wavelength tunable picosecond mid-IR source based on optical parametric generation (OPG) and optical parametric amplification (OPA) is being developed. The conversion system is pumped by an Yb:YAG thin-disk laser delivering 100 W of average power at 100 kHz repetition rate, 1030 nm wavelength, and 2-3 ps pulse width. Part of this fundamental beam pumps an OPG process in a PPLN crystal. The generated wavelength is determined by PPLN's poling period and temperature. Tunability of the signal wavelength between 1.46 µm and 1.95 µm was achieved, the signal beam of 20 mW was generated at 2 W of pump power, when double pass of the beams through PPLN crystal was used. The corresponding idler wavelengths were in range 2.18-3.50 μm. The signal beam was further amplified by OPA process in two KTP crystals, which was pumped by the fundamental beam. The signal beam was amplified up to 2 W at pumping of 38 W. Tuning of the output wavelength was realized by change of the phase-matching angle in KTP crystals. Tunability between 1.70-1.95 µm for signal and 2.18-2.62 µm for idler was...