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高出力超高速レーザーと熱レンズ

2021-11-24

ハイパワー超高速レーザーおよび熱レンズ

ハイパワー超高速レーザーパルス持続時間とピークパワーが短いため、広く使用されています。

超高速レーザー材料加工用途、医療用ファイバーレーザー、顕微鏡などの分野で使用されています。ファイバーレーザーのすべての利点により、より高い出力が得られます。ただし、ファイバーレーザーテクノロジーは熱レンズの影響を特に受けやすいです。

熱レンズ効果は、超高速レーザー利得媒体、特に高出力レベルで発生するプロセスです。これにより、レーザービームの品質と出力が大幅に制限されます。これらのプロセスは超高速レーザーの性能を低下させ、モードフリーやパルス生成を引き起こす可能性もあります。高出力超高速レーザーの場合、熱レンズによりシステム全体が崩壊する可能性さえあります。さらに、熱レンズ効果により、超高速レーザーキャビティの非点収差が発生する可能性があります。超高速レーザーは、キャビティの位置合わせのために連続波 (CW) モードで動作します。その後、超高速レーザーはパルス構造に切り替えられて実用化されます。しかし、熱レンズ効果により、超高速レーザーシステムの動作が妨げられる可能性があります。

超高速レーザーパルスレーザー光線が使用できないため効率が悪い。ただし、ゲインメディア固有の熱特性を操作し、熱レンズを防止するために利用できるオプションがいくつかあります。その 1 つは、適切な分散ミラーコーティングを選択することです。

高度に分散された内視鏡コーティングの助けを借りて、科学者は熱レンズ効果を最小限に抑えることができます。これらの成果の結果、熱の影響を無視できるキャビティ内光学系を備えた、より優れた高出力超高速レーザーを生成できるようになりました。これらの超高速レーザーシステムは、外部光学系と超高速レーザーキャビティアプリケーションの両方に適しています。熱レンズ閉じ込めにより、レーザービームの安定性とパルス圧縮を監視し、有害な熱影響を最小限に抑えることができます。

科学者は、超高速レーザー用に高分散の超高速ミラーを開発できます。これらのミラーは、熱影響を無視しながらも、高い反射率と理想的なパルス圧縮を維持できます。これらの特性は、コーティングの堆積中のさまざまなプロセスを注意深く管理することによって実現されます。

ただし、一部の超高速レーザーシステムでは、この新たに開発されたテクノロジーは必要ありません。一部のレーザーの平均出力は、熱レンズ効果を生み出すのに十分高くありません。ですから、彼らにとっては大したことではありません。一部のファイバーレーザーシステムには、熱の影響が生じる可能性がある固体レーザーキャビティが含まれていません。ただし、固体高出力超高速レーザーでは、低熱レンズが非常に重要です。

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