Development of a femtosecond Cr:ZnSe seed laser for regenerative amplification

Bu tezde, bir genişletilmiş darbe yükselticisinin elemanları olan çekirdek laseri ile genişletici ve sıkıştırıcı kırınım ağı tasarımı anlatılmıştır. Çekirdek laseri sürekli Kerr kip kilitleme yöntemi ile çalışan bir Cr2+:ZnSe laseridir. Pompa olarak 1800 nm'de çalışan bir tulyum fiber laseri kullanılmıştır. Astigmatik olarak düzeltilmiş x şeklindeki rezonatör içerisindeki 2.4mm uzunluğundaki kristal, Brewster açısında konumlandırılmıştır. Rezonatör %1 geçirgenliğe sahip bir ayna ile sonlandırılmıştır. Kristalin pompa dalgaboyundaki soğurma katsayısı 11.6 cm-1 olarak belirlenmiştir. Rezonatör içersindeki fazladan dispersiyonu yoketmek için magnezyum florürden (MgF2) yapılmış bir çift prizma kullanılmıştır. Laserden 95 fs genişliğine sahip, 94.3 MHz tekrar frekansında darbeler üretilmiştir ve çıkış gücü de 40mW olarak ölçülmüştür. Üretilen darbelerin merkez dalgaboyu 2.42 ?m olarak belirlenmiştir ve spektrum genişliği 69nm'ye ulaşmıştır. Eğer üretilen darbelerin hiperbolik sekant dağılımı gösterdiğini varsayarsak, bant genişlik çarpımı 0.335 olarak hesaplandı. Bu, ideal değer olan 0.315'e, yakın bir ölçüdür. Ayrıca, soliton alan teoremi kullanılarak kazanç ortamının dogrusal olmayan kırılma indisi 1.4x10-14 cm2/W olarak hesaplandı. Hesaplanan değer literatür değerleri ile örtüşmektedir. Üretilen darbelerin yüseltilmesi sırasında, yükseltici sisteme zarar vermemesi için genişletilmesi gerekmektedir. Bu sebeple 100fs süreli darbeleri 100ps mertebelerine genişletebilen bir genişletici tasarlanmıştır. Bu tasarımda 76 cm aralıklı kırınım ağı çifti kullanılması öngörülmüştür.