Dual Wavelength Chirped Pulse Regenerative Amplifier Based on Yb3+:LuAlO3 Crystal for Terahertz Applications
Another Title
Регенеративный усилитель чирпированных импульсов на кристалле Yb3+:LuAlO3 с усилением отдельных спектральных компонент для применений в терагерцовой области спектра
Bibliographic entry
Dual Wavelength Chirped Pulse Regenerative Amplifier Based on Yb3+:LuAlO3 Crystal for Terahertz Applications = Регенеративный усилитель чирпированных импульсов на кристалле Yb3+:LuAlO3 с усилением отдельных спектральных компонент для применений в терагерцовой области спектра / A. Rudenkov [et al.] // Приборы и методы измерений : научно-технический журнал. – 2020. – Т. 11, № 1. – С. 7-14.
Abstract
Compact diode-pumped chirped pulse regenerative amplifier systems with pulse repetition rate of hundreds kilohertz based on Yb3+-doped crystals are of practical importance for wide range of applications such as materials processing, medicine, scientific research, etc. The aim of this work was to study the Yb3+:LuAlO3 crystal based dual wavelength chirped pulse regenerative amplifier. Perovskite-like aluminate crystals have unique spectroscopic properties that allowed to use amplifier active element gain spectrum as an amplitude filter for amplified pulse spectrum and even obtained dual wavelength amplification without any additional components. In our work a simple way to obtain dual-wavelength operation of chirped pulse regenerative amplifier by using the active medium gain spectrum as an amplitude filter for the formation of the amplified pulses spectrum demonstrated for the first time to our knowledge. Maximum output power of 5.4 W of chirped pulses (3.8 W after compression) and optical-to-optical efficiency of 22.5 % have been obtained for Yb:LuAP E//b-polarization at 200 kHz repetition rate. Compressed amplified pulse duration was about 708 fs while separate spectral components durations were 643 fs and 536 fs at 1018.3 nm and 1041.1 nm central wavelengths, respectively. Performed investigations show high potential of Yb3+:LuAP crystals as active elements of compact diode pumped chirped pulse regenerative amplifiers.
Abstract in another language
Компактные регенеративные усилители чирпированных импульсов с диодной накачкой, обеспечивающие частоту повторения усиленных импульсов в сотни килогерц, построенные на материалах, легированных ионами Yb3+, представляют практический интерес для широкого ряда научных, промышленных и биомедицинских применений. Целью данной работы являлось исследование регенеративного усилителя на кристалле Yb3+:LuAlO3 с усилением отдельных спектральных компонент импульсов задающего лазера. Кристаллы алюминатов со структурой перовскита обладают уникальными спектроскопическими свойствами, что позволяет использовать спектр усиления активной среды регенеративного усилителя в качестве амплитудного фильтра и усиливать отдельные участки спектра импульсов задающего лазера без каких-либо дополнительных оптических компонентов. В данной работе впервые исследован простой подход, позволяющий использовать спектр усиления активной среды регенеративного усилителя как амплитудный фильтр для формирования спектра усиленного импульса в виде спектра состоящего из отдельных полос. Максимальная средняя выходная мощность 5,4 Вт (3,8 Вт после компрессора) с оптической эффективностью 22,5 % получена для поляризации излучения параллельной оси b кристалла Yb:LuAP при частоте следования импульсов 200 кГц. Длительность сжатых импульсов составила 708 фс при учете влияния всех спектральных компонент, и 643 фс и 536 фс отдельно для спектральных компонент с центральными длинами волн 1018,3 нм и 1041,1 нм. Проведённые исследования показывают высокий потенциал использования кристалла Yb3+:LuAP в качестве активного элемента компактных регенеративных усилителей чирпированных импульсов с диодной накачкой.
View/
Collections
- Т. 11, № 1[8]