MAGYAR FIZIKAI FOLYÓIRAT - A MTA III. OSZTÁLYÁNAK FIZIKAI KÖZLEMÉNYEI 19. KÖTET (1971)

19. kötet / 1. sz. - FARKAS GYŐZŐ-KISS GÁBOR-RITVAY MIKLÓSNÉ: Rubinlaser mode-locking üzemmódjának megvalósítása és a kapott nagyintenzitású pikoszekundumos impulzusok időtartamának mérése

RUBINLASER MODE-LOCKING ÜZEMMÓDJÁNAK MEGVALÓSÍTÁSA ÉS A KAPOTT NAGYINTENZITÁSÚ PIKOSZEKUNDUMOS IMPULZUSOK IDŐTARTAMÁNAK MÉRÉSE* FARKAS GYŐZŐ, KISS GÁBOR és RITVAY MIKLÓSNÉ MTA Központi Fizikai Kutató Intézet, Budapest Pikoszekundum (10­12 sec) időtartamú gigawatt (109 W) intenzitástartományba eső laserimpulzussorozat kibocsátására szolgáló ún. mode-locking laser üzemmód megvalósítása annál könnyebb, minél szélesebb fluoreszcenciasávval rendelkezik a laseranyag. Ezért elsősorban a neodymium laserek alkalmasak erre a célra, míg a rubin­laser keskenyebb sávszélessége következtében nehézségek lépnek fel. Az üzemmód megvalósítása az irodalmi adatok szerint még neodymium esetén is csupán speciálisan erre a célra kialakított optikai elemek alkalmazásával történt. A jelen munkában meg­mutattuk, hogy a mode-locking üzemmód rubinlaser esetén megvalósítható más hagyományos laser-üzemmódoknál használatos, közönséges optikai elemek alkalmas beállításával. Az eljárás segítségével gigawatt intenzitású és 10 pikoszekundum időtartamú fényimpulzusokat nyertünk. Az elektronikus eljárásokkal nem vizsgálható pikosze­kundumos impulzusok időtartamát a nemlineáris optika által szolgáltatott optikai időmérési módszerrel határoztuk meg. 1.§. Bevezetés A KFKI Fizikai Optikai Laboratóriumában folytatott nemlineáris optikai kutatások [1, 2, 3, 4, 5] során egyre rövidebb időtartamú és egyre nagyobb inten­zitású fényimpulzusok megvalósítására [6, 7] került sor. Tekintsük át a méréseink során erre vonatkozóan kialakított módszereket. A szilárdtest laserek legegyszerűbb üzemmódja, melyet a kezdeti időben hasz­náltak, a szabad generáció. Ez esetben a laser aktív anyagának flash-lámpákkal történő milliszekundum időtartamú optikai pumpálásakor egy megfelelő optikai gerjesztési küszöbérték elérése után szabadon megindul a lasersugárzás. A kilépő lasersugárzás energiafogyasztása az aktív anyag gerjesztettségét nem engedi lénye­gesen a küszöbérték fölé emelkedni. A megjelenő laserintenzitás időben statiszti­kusan változó csúcsokból, ún. spike-okból tevődik össze és néhány tized milli­szekundumig tart. Az így kiadódó átlagteljesítmény 10 KW nagyságrendű. A szabad generációval ellentétben egyetlen igen nagy intenzitású és rövid idő­tartamú laserimpulzus nyerhető a következő módszer alkalmazásával. A rezonátoron belül elhelyezett megfelelő optikai zár segítségével a laserműködés beindulását mindaddig késleltetjük, míg optimális gerjesztettséget ér el a laser aktív anyaga. Ekkor a lasersugárzás egyetlen spike, az ún. óriás impulzus, vagy giant pulse alak­jában jelenik meg, melyről a módszer nevét is kapta. Ennek időtartama 10—50 nsec, az intenzitás csúcsértéke pedig néhány 100 MW-ot (~108 W) is elérhet.­ ­ Fizikai Folyóirat XIX/1 .Шаи^УАК * Érkezett 1970. márc. 12.

Next