研究目的
研究非线性镜锁模薄盘激光器的功率扩展潜力，在保持对Q开关不稳定性的稳定性的同时实现更高的平均输出功率和峰值功率。
研究成果
功率缩放的NLM锁模TDL在输出平均功率和峰值功率方面取得了显著提升，显示出进一步扩展的潜力。研究确定了稳定的锁模工作状态，为避免调Q不稳定性提供了见解。
研究不足
该研究的局限性在于需要以非零相位失配运行NLM器件以避免Q开关不稳定性，这可能会影响非线性反射率的效率。
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 功率提升非线性镜锁模薄盘激光器
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 功率提升非线性镜锁模薄盘激光器
DOI：10.1109/CLEOE-EQEC.2019.8872658
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
高功率超快激光源是众多受益于高平均功率与亚皮秒脉冲持续时间组合的科学与工业应用的关键技术。虽然相干合成放大系统目前已能实现千瓦级平均功率，但超快薄盘激光器（TDLs）作为紧凑、低噪声的激光源，仍备受关注——其能提供数百瓦级功率并具备优异光束质量。这类振荡器通常采用两种成熟技术实现锁模：半导体可饱和吸收镜（SESAM）或克尔透镜锁模（KLM）。我们近期首次展示了采用频率倍增非线性镜（NLM）锁模的TDL。该技术通过腔内χ(2)晶体（用于二次谐波产生）与二向色输出耦合镜（对二次谐波高反射、对基频光部分反射）的组合实现。这种NLM装置（SHG晶体+二向色OC）由此提供可饱和反射率以实现锁模运行。我们首台NLM锁模TDL在17.8 MHz重复频率下输出<30 W功率、>323 fs脉宽。本文展示功率提升后的NLM锁模TDL：在9.3 MHz时输出66 W功率与430 fs脉宽，在8.9 MHz时输出高达87 W功率与586 fs脉宽。由此将输出平均功率提升约3倍，峰值功率提升约5倍——这相当于基于块状晶体激光器的NLM结果峰值功率提升三个数量级。我们还确定了可避免调Q不稳定性的稳定锁模工作区间。
作者：
I. J. Graumann，F. Saltarelli，L. Lang，V. J. Wittwer，T. Südmeyer，C. R. Phillips，U. Keller
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