Name: 20 mj, 1 ps yb:yag thin-disk regenerative amplifier
Uploaded: 2017-07-12T12:30:00
Duration: 10 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about 20 mJ, 1 ps Yb:YAG Thin-disk Regenerative Amplifier at JoVE.com

Vorremmo ringraziare il prof. Ferenc Krausz per le discussioni e Najd Altwaijry per il suo supporto per la finalizzazione del manoscritto. Questo lavoro è stato finanziato dal Centro per le Applicazioni Laser avanzate (CALA).

<ol>
	<li>Fattahi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Third-generation+femtosecond+technology.">Third-generation femtosecond technology.</a> Optica. 1 (1), 45-63 (2014).</li><li>Hentschel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attosecond+metrology.">Attosecond metrology.</a> Nature. 414 (6863), 509-513 (2001).</li><li>Cavalieri, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intense+1.5-cycle+near+infrared+laser+waveforms+and+their+use+for+the+generation+of+ultra-broadband+soft-x-ray+harmonic+continua.">Intense 1.5-cycle near infrared laser waveforms and their use for the generation of ultra-broadband soft-x-ray harmonic continua.</a> New J Phys. 9 (7), 242 (2007).</li><li>Schweinberger, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Waveform-controlled+near-single-cycle+milli-joule+laser+pulses+generate+sub-10+nm+extreme+ultraviolet+continua.">Waveform-controlled near-single-cycle milli-joule laser pulses generate sub-10 nm extreme ultraviolet continua.</a> Opt Lett. 37, 3573-3575 (2012).</li><li>Buck, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Real-time+observation+of+laser-driven+electron+acceleration.">Real-time observation of laser-driven electron acceleration.</a> Nature Phys. 7 (7), 543-548 (2011).</li><li>Zhong, H., Karpowicz, N., Zhang, X. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Terahertz+emission+profile+from+laser-induced+air+plasma.">Terahertz emission profile from laser-induced air plasma.</a> Appl Phys Lett. 88 (26), 261103 (2006).</li><li>Herrmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+sub-three-cycle,+16+TW+light+pulses+by+using+noncollinear+optical+parametric+chirped-pulse+amplification.">Generation of sub-three-cycle, 16 TW light pulses by using noncollinear optical parametric chirped-pulse amplification.</a> Opt Lett. 34 (16), 2459-2461 (2009).</li><li>Adachi, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1.5+mJ,+6.4+fs+parametric+chirped-pulse+amplification+system+at+1+kHz.">1.5 mJ, 6.4 fs parametric chirped-pulse amplification system at 1 kHz.</a> Opt Lett. 32 (17), 2487-2489 (2007).</li><li>Adachi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=5-fs,+multi-mJ,+CEP-locked+parametric+chirped-pulse+amplifier+pumped+by+a+450-nm+source+at+1+kHz.">5-fs, multi-mJ, CEP-locked parametric chirped-pulse amplifier pumped by a 450-nm source at 1 kHz.</a> Opt express. 16 (19), 14341-14352 (2008).</li><li>Yin, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-efficiency+optical+parametric+chirped-pulse+amplifier+in+BiB3O6+for+generation+of+3+mJ,+two-cycle,+carrier-envelope-phase-stable+pulses+at+1.7+&#181;m.">High-efficiency optical parametric chirped-pulse amplifier in BiB3O6 for generation of 3 mJ, two-cycle, carrier-envelope-phase-stable pulses at 1.7 &#181;m.</a> Opt Lett. 41 (6), 1142-1145 (2016).</li><li>Deng, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carrier-envelope-phase-stable,+1.2+mJ,+1.5+cycle+laser+pulses+at+2.1+&#181;m.">Carrier-envelope-phase-stable, 1.2 mJ, 1.5 cycle laser pulses at 2.1 &#181;m.</a> Opt Lett. 37 (23), 4973-4975 (2012).</li><li>Rothhardt, J., Demmler, S., H&#228;drich, S., Limpert, J., T&#252;nnermann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Octave-spanning+OPCPA+system+delivering+CEP-stable+few-cycle+pulses+and+22+W+of+average+power+at+1+MHz+repetition+rate.">Octave-spanning OPCPA system delivering CEP-stable few-cycle pulses and 22 W of average power at 1 MHz repetition rate.</a> Opt express. 20 (10), 10870-10878 (2012).</li><li>Heckl, O. 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Lett. 40 (11), 2610-2613 (2015).</li><li>Schulz, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Yb:YAG+Innoslab+amplifier:+efficient+high+repetition+rate+subpicosecond+pumping+system+for+optical+parametric+chirped+pulse+amplification.">Yb:YAG Innoslab amplifier: efficient high repetition rate subpicosecond pumping system for optical parametric chirped pulse amplification.</a> Opt Lett. 36 (13), 2456-2458 (2011).</li><li>Roeser, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Millijoule+pulse+energy+high+repetition+rate+femtosecond+fiber+chirped-pulse+amplification+system.">Millijoule pulse energy high repetition rate femtosecond fiber chirped-pulse amplification system.</a> Opt Lett. 32 (24), 3495-3497 (2007).</li><li>Russbueldt, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=400+W+Yb:YAG+Innoslab+fs-amplifier.">400 W Yb:YAG Innoslab fs-amplifier.</a> Opt Express. 17 (15), 12230-12245 (2009).</li><li>Baumgarten, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=0.5+kHz+repetition+rate+picosecond+laser.">0.5 kHz repetition rate picosecond laser.</a> Opt Lett. 41 (14), 3339-3342 (2016).</li><li>Klingebiel, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=220mJ,+1+kHz+Picosecond+Regenerative+Thin-Disk+Amplifier.">220mJ, 1 kHz Picosecond Regenerative Thin-Disk Amplifier.</a> , (2015).</li><li>Nubbemeyer, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=1+kW,+200+mJ+picosecond+thin-disk+laser+system.">1 kW, 200 mJ picosecond thin-disk laser system.</a> Opt Lett. 42 (7), 1381-1384 (2017).</li><li>Fattahi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-power,+1-ps,+all-Yb:YAG+thin-disk+regenerative+amplifier.">High-power, 1-ps, all-Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier.</a> Opt Lett. 41 (6), 1126-1129 (2016).</li><li>Brons, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Energy+scaling+of+Kerr-lens+mode-locked+thin-disk+oscillators.">Energy scaling of Kerr-lens mode-locked thin-disk oscillators.</a> Opt Lett. 39 (22), 6442-6445 (2014).</li><li>Trebino, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+ultrashort+laser+pulses+in+the+time-frequency+domain+using+frequency-resolved+optical+gating.">Measuring ultrashort laser pulses in the time-frequency domain using frequency-resolved optical gating.</a> Rev Sci Instrum. 68 (9), 3277-3295 (1997).</li><li>Arisholm, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=General+numerical+methods+for+simulating+second-order+nonlinear+interactions+in+birefringent+media.">General numerical methods for simulating second-order nonlinear interactions in birefringent media.</a> J Opt Soc Am B. 14 (10), 2543-2549 (1997).</li><li>Zhang, D. X., Kong, Y. F., Zhang, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+parametric+properties+of+532-nm-pumped+beta-barium-borate+near+the+infrared+absorption+edge.">Optical parametric properties of 532-nm-pumped beta-barium-borate near the infrared absorption edge.</a> Opt Commun. 184 (5), 485-491 (2000).</li><li>Kato, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-tuned+90o+phase-matching+properties+of+LiB3O5.">Temperature-tuned 90o phase-matching properties of LiB3O5.</a> IEEE J Quant Electron. 30 (12), 2950-2952 (1994).</li><li>Fattahi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Third-generation femtosecond technology. , (2016).</li></ol>

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Il funzionamento a chiave del oscillatore è ottenuto dalla gestione ottimale del calore delle diverse componenti del laser. L&#39;uscita dell&#39;oscillatore è riproducibile su base giornaliera, senza necessità di allineamento o ottimizzazione supplementari. Inoltre, la stabilità energetica impulso-impulso e la stabilità di punta spaziale del laser di sementi soddisfano le condizioni preliminari per il funzionamento stabile dell&#39;amplificatore rigenerativo. Altre sorgenti di sementi a basso contenuto energetico, come gli amplificatori a fibre, possono essere utilizzati per seminare l&#39;amplificatore. In questo studio è stato utilizzato un oscillatore KLM da 2 μJ Yb: YAG per aiutare l&#39;amplificazione dell&#39;amplificatore rigenerativo riducendo la crescita delle fasi non lineari accumulate, in quanto il numero di giri voluto richiesto è ridotto per l&#39;energia di semi più alta . Inoltre, la maggiore energia seme influenza il processo di amplificazione e riduce il rallentamento del guadagno. La larghezza di banda spettrale misurata del pulso amplificatoEs per energie di sementi differenti a una potenza fissa della pompa è mostrato in Figura 5c . La larghezza di banda spettrale amplificata diminuisce per le energie di seme inferiori a causa del restringimento dei guadagni. Per l&#39;energia di sementi da 10 pJ, il laser opera nel periodo raddoppiato e non è possibile raggiungere un funzionamento stabile, anche aumentando il numero di giri andati. Oltre all&#39;attenta ottimizzazione dei sistemi di raffreddamento e dell&#39;alimentazione dei diodi, il funzionamento dell&#39;amplificatore rigenerativo a saturazione svolge un ruolo importante nella stabilità raggiunta dell&#39;amplificatore. La fondamentale o la seconda armonica del laser può essere usata per pompare un sistema OPCPA. Per SHG, sono state confrontate le prestazioni di un LBO e un cristallo di BBO, in quanto offrono un elevato coefficiente non lineare e una soglia di danno, nonostante il largo spazio spaziale e l&#39;apertura limitata disponibile nel caso della BBO. Poiché il coefficiente non lineare della BBO è quasi il doppio del LBO, un cristallo più corto è sufFinient per raggiungere il limite di saturazione per SHG ( Figura 6a ). Pertanto, BBO è la scelta più adatta, poiché la fase non lineare accumulata è più piccola 28 . Le durate di impulso degli impulsi SH sono caratterizzate sperimentalmente a diverse efficienze di conversione. È stato osservato che ad alta efficienza di conversione, lo spettro SHG è ampliato e appare una fase spettrale di ordine superiore ( Figura 6 ). Pertanto viene scelto il caso B, con l&#39;efficienza di conversione del 70%, dove gli SH e le travi fondamentali non convertite mantengono una qualità eccellente.

La generazione di impulsi laser ad alta energia, a pochi cicli ad elevata frequenza di ripetizione, è di grande interesse per i campi applicati, come la scienza attosecond 1 , 2 , 3 , 4 e la fisica alta 5 , 6 , Dalla disponibilità di tali fonti. OPCPA rappresenta la via più promettente per ottenere energie ad impulso elevate e ampie larghezze di banda di amplificazione che supportano contemporaneamente impulsi a pochi cicli 1 . Ad oggi, OPCPA consente l&#39;amplificazione ultra-banda larga, che genera impulsi a pochi cicli 7 , 8 , 9 , 10 . Tuttavia, un&#39;implementazione modificata dello schema OPCPA, che utilizza impulsi corti della pompa sulla scala di picosecondi, è promessa perRendendo questo approccio scalabile per energie di impulso ancora più elevate e potenze medie nel regime a pochi cicli 1 , 11 , 12 . A causa dell&#39;elevata intensità della pompa in OPCPA pompato a breve impulso, l&#39;elevato guadagno a singolo passaggio consente l&#39;utilizzo di cristalli molto sottili per supportare ampie larghezze di banda di amplificazione. Sebbene l&#39;OPCPA pompato a impulsi corti abbia molti vantaggi, la realizzabilità di questo approccio è soggetta alla disponibilità di laser adatti a questo scopo. Questi laser di pompaggio sono necessari per fornire impulsi picosecondi ad alta energia con qualità del fascio limitato vicino a diffrazione a velocità di ripetizione nella gamma da kHz a MHz 13 , 14 , 15 . L&#39;introduzione di laser a base di itterbium a diverse geometrie, in grado di fornire impulsi laser a picosecondi ad alta energia e ad alta potenza media, Stanno per cambiare lo stato attuale del campo 1 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 . Yb: YAG ha una buona conducibilità termica e una lunga durata di stato superiore, e può essere pompata da laser a diodo a basso costo. La sua prestazione quando viene utilizzata in geometria a disco sottile è eccezionale a causa del raffreddamento efficiente del mezzo di guadagno per scalare simultaneamente il picco e la potenza media. Inoltre, il fenomeno dell&#39;autofocusione all&#39;interno del mezzo di guadagno durante il processo di amplificazione viene soppresso a causa della maneggevolezza del disco sottile rispetto ad altre geometrie del medium di guadagno, con conseguente profili temporali e spaziali eccellenti degli impulsi amplificati. Combinando questo concetto con CPA promette di generare impulsi picosecondi con centinaia di million di energia e centinaiaDi watt di potenza media 19 , 20 . Lo scopo di questo lavoro è quello di dimostrare un amplificatore rigenerativo a disco rigido Yb: YAG con eccezionali prestazioni quotidiane come una fonte adatta per il pompaggio di OPCPA 21 . Per raggiungere questo obiettivo, questo studio utilizza un oscillatore 22 a disco Yb: YAG con microspi di energia a impulsi per seminare l&#39;amplificatore per minimizzare la fase non lineare accumulata durante il processo di amplificazione. Questo protocollo fornisce la ricetta per la costruzione e il funzionamento del sistema laser, descritto altrove 21 . Sono mostrati dettagli sul software di implementazione e controllo dei componenti e viene descritto il processo di allineamento del sistema.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Electrooptics</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber-Coupled Diode Laser Module</td>
			<td>Dilas Diodenlaser GmbH</td>
			<td>M1F8H12-940.5-500C-IS11.34</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber-Coupled Diode Laser Module</td>
			<td>Laserline GmbH</td>
			<td>LDM1000-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply for Diode Laser</td>
			<td>Delta Elektronika B.V.</td>
			<td>SM 15-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power Supply for Diode Laser</td>
			<td>Delta Elektronika B.V.</td>
			<td>SM 35-45</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Picker&#39;s Driver</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pockels Cell&#39;s Driver</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Picker&#39;s Driver Power Supply</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>PCD8m7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pockels Cell&#39;s Driver Power Supply</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>PCD8m7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delay Generator PCI</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>BME_SG08p</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Splitter Box</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resonant Preamplifier</td>
			<td>Bergmann Messger&#228;te Entwicklung KG&#160;</td>
			<td>BME_P03</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulse Picker&#39;s crystal</td>
			<td>Castech Inc.</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>12*12*20 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pockels Cell&#39;s crystal</td>
			<td>Castech Inc.</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>12*12*20 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optics</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin-disk</td>
			<td>TRUMPF Scientific Lasers&#160;</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin-disk Head</td>
			<td>TRUMPF Scientific Lasers&#160;</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber</td>
			<td>Frank Optic Products GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber Objective</td>
			<td>Edmund Optics GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday Isolator</td>
			<td>Electro-Optics Technology, Inc</td>
			<td>EOT.189.12231</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Faraday Rotator</td>
			<td>Electro-Optics Technology, Inc</td>
			<td>EOT.189.22040</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stretcher&#39;s Grating 1</td>
			<td>Horiba Jobin Yvon GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>60*40*10 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stretcher&#39;s Grating 2</td>
			<td>Horiba Jobin Yvon GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>350*190*50 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compressor&#39;s Grating 1</td>
			<td>Plymouth Grating Laboratory, Inc.</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>40*40*16 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Compressor&#39;s Grating 2</td>
			<td>Plymouth Grating Laboratory, Inc.</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>300*100*50 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (1030nm), flat, 0&#176;</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>108060</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (1030nm), flat, 0&#176;</td>
			<td>Laseroptik GmbH</td>
			<td>B-09965, S-04484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (1030nm), flat, 45&#176;</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>108063</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (1030nm), flat, 45&#176;</td>
			<td>Laseroptik GmbH</td>
			<td>B-09966, S-04484</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (1030nm), curved</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 2&#34; (1030nm), flat, 0&#176;</td>
			<td>Laseroptik GmbH</td>
			<td>B-09965, S-05474</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 2&#34; (1030nm), flat, 45&#176;</td>
			<td>Laseroptik GmbH</td>
			<td>B-09966, S-05474</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin Film Polarizer (1030nm), 2&#34;</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>103930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waveplate L/2 (1030nm)</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>106058</td>
			<td>&#216;=25mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waveplate L/4 (1030nm)</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>106060</td>
			<td>&#216;=25mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AR Window (1030nm), wedge</td>
			<td>Laseroptik GmbH</td>
			<td>B-00183-01, S-00988</td>
			<td>&#216;=38mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Output Coupler, 1&#34; (1030nm)</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>PR = 88 %</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-dispersion Mirror (1030nm)</td>
			<td>UltraFast Innovations GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>GDD = -3000 fs&#178;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens, 1&#34; (1030nm), Plano-Convex</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens, 1&#34; (1030nm), Plano-Concave</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens, 2&#34; (1030nm), Plano-Convex</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens, 2&#34; (1030nm), Plano-Concave</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (515nm), flat, 0&#176;</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>129784</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (515nm), flat, 0&#176;</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>042-0515-i0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (515nm), flat, 45&#176;</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>110924</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (515nm), flat, 45&#176;</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>042-0515</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (515nm), curved</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 1&#34; (515nm), curved</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 2&#34; (515nm), flat, 0&#176;</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>045-0515-i0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HR Mirror, 2&#34; (515nm), flat, 45&#176;</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>045-0515</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin Film Polarizer (515nm), 2&#34;</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>112544</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Waveplate L/2 (515nm)</td>
			<td>Layertec GmbH</td>
			<td>112546</td>
			<td>&#216;=25mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens, 1&#34; (515nm), Plano-Convex</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens, 1&#34; (515nm), Plano-Concave</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kerr Medium</td>
			<td>Meller Optics, Inc.</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>Sapphire, 1mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BBO Crystal</td>
			<td>Castech Inc.</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>7*7*1.5 mm&#179;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harmonic Separator, 1&#34;, 45&#176;</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>042-5135</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Harmonic Separator, 2&#34;, 45&#176;</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>045-5135</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Mirror, 1&#34;, flat</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>PF10-03-P01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver Mirror, 1&#34;, curved</td>
			<td>Eksma Optics</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter - Absorptive Neutral Density</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>NE##A</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter - Reflective Neutral Density</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>ND##A</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter - Round Continuously Variable</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>NDC-50C-4M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter - Edgepass Filter (Longpass)</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>FEL####</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter - Edgepass Filter (Shortpass)</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>FES####</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wedge</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td>set</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optomechanics &#38; Motion</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror Mount 1&#34; (small)</td>
			<td>S. Maier GmbH</td>
			<td>S1M4-##-1&#8221;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror Mount 1&#34; (large)</td>
			<td>S. Maier GmbH</td>
			<td>S3-##</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror Mount 1&#34;</td>
			<td>TRUMPF Scientific Lasers&#160;</td>
			<td>1&#34; adjustable&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror Mount 2&#34;</td>
			<td>S. Maier GmbH</td>
			<td>S4-##</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mirror Mount 2&#34;</td>
			<td>TRUMPF Scientific Lasers&#160;</td>
			<td>2&#34; adjustable&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotation Mount 1&#8221;</td>
			<td>S. Maier GmbH</td>
			<td>D25</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotation Mount 1&#8221;</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>RSP1/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotation Mount 2&#8221;</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>RSP2/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision Rotation Stage</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>M-UTR120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Four-Axis Diffraction Grating Mount</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>DGM-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Translation Stage</td>
			<td>OptoSigma Corporation</td>
			<td>TADC-651SR25-M6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pockels cell stage</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>9082-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pockels Cell Holder</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picomotor Controller/Driver Kit</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>8742-12-KIT</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picomotor Piezo Linear Actuators</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>8301NF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picomotor Rotation Mount</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>8401-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hand Control Pad</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>8758</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light Analysis</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam Profiling Camera</td>
			<td>Ophir Optronics Solutions Ltd</td>
			<td>SP620</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam Profiling Camera</td>
			<td>DataRay Inc.</td>
			<td>WCD-UCD23</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiodes (solw)</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>DET10A/M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Photodiodes (fast)</td>
			<td>Alphalas GmbH</td>
			<td>UPD-200-SP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin-disk Camera</td>
			<td>Imaging Development Systems GmbH</td>
			<td>UI-2220SE-M-GL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Tektronix GmbH</td>
			<td>DPO5204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oscilloscope</td>
			<td>Teledyne LeCroy GmbH</td>
			<td>SDA 760Zi-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td>Avantes</td>
			<td>AvaSpec-ULS3648-USB2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics, Inc</td>
			<td>HR4C1769</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics, Inc</td>
			<td>HR4C3762</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics, Inc</td>
			<td>HR4D464</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrometer</td>
			<td>Ocean Optics, Inc</td>
			<td>HR4D466</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Thermal Power Sensor</td>
			<td>Ophir Optronics Solutions Ltd</td>
			<td>L50(150)A-PF-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Thermal Power Sensor</td>
			<td>Ophir Optronics Solutions Ltd</td>
			<td>FL500A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Thermal Power Sensor</td>
			<td>Ophir Optronics Solutions Ltd</td>
			<td>3A-P-V1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Power and Energy Meter</td>
			<td>Ophir Optronics Solutions Ltd</td>
			<td>Vega</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Systems</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Beam Stabilization System</td>
			<td>TEM-Messtechnik GmbH</td>
			<td>Aligna</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser M&#178; Measuring System</td>
			<td>Ophir Optronics Solutions Ltd</td>
			<td>M&#178;-200s</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FROG</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>XFROG</td>
			<td>Home-made</td>
			<td>N/A, customized</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Miscellaneous</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooling Chiller</td>
			<td>H.I.B Systemtechnik GmbH</td>
			<td>6HE-000800-W-W-R23-2-DI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooling Chiller</td>
			<td>Termotek GmbH</td>
			<td>P201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cooling Chiller</td>
			<td>Termotek GmbH</td>
			<td>P208</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Safety Goggles</td>
			<td>Protect - Laserschutz GmbH</td>
			<td>BGU 10-0165-G-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infra-red Viewer</td>
			<td>FJW Optical Systems</td>
			<td>84499A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Viewing Card</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>VRC4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Viewing Card</td>
			<td>Thorlabs GmbH</td>
			<td>VRC5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser Viewing Card</td>
			<td>Laser Components GmbH</td>
			<td>LDT-1064 BG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowmeter</td>
			<td>KOBOLD Messring GmbH</td>
			<td>DTK-1250G2C34P</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pressure Gauge</td>
			<td>KOBOLD Messring GmbH</td>
			<td>EN 837-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature Sensor</td>
			<td>KOBOLD Messring GmbH</td>
			<td>TDA-15H* ***P3M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WinLase Software</td>
			<td>Dr. C. Horvath &#38; Dr. F. Loesel</td>
			<td>WinLase Version 2.1 pro.</td>
			<td>Laser Cavity Software</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

20 mj, 1 ps yb:yag thin-disk regenerative amplifier

Si tratta di un rapporto su un amplificatore rigenerativo a disco sottile da 100 W, 20 mJ, 1 ps Yb: YAG. Un sottile disco Yb: YAG in forma casalinga, l&#39;oscillatore bloccato in modalità Kerr a obiettivo con prestazioni a chiave e energia a impulsi a micro-jusle viene utilizzato per seminare l&#39;amplificatore rigenerativo a impulsi a chirped. L&#39;amplificatore è collocato in un alloggiamento ermetico. Funziona a temperatura ambiente e presenta un funzionamento stabile a una frequenza di ripetizione di 5 kHz, con una stabilità impulso-impulso inferiore all&#39;1%. Utilizzando un cristallo di borato di beta borato di spessore di 1,5 mm, la frequenza dell&#39;uscita laser è raddoppiata a 515 nm, con una potenza media di 70 W, che corrisponde ad un&#39;efficienza ottica-ottica del 70%. Questa prestazione superiore rende il sistema una sorgente attraente della pompa per gli amplificatori parametrici a impulsi a impulsi ottici nell&#39;intervallo spettrale a infrarossi ea medio infrarossi. Combinando le prestazioni del turn-key e la stabilità superiore dell&#39;amplificatore rigenerativo, il sistema facilita la generazione di una banda larga, stabile CEPseme. Fornire la sorgente e la pompa dell&#39;amplificazione ottica parametrica a impulsi a chirped (OPCPA) da una sorgente laser elimina la richiesta di sincronizzazione temporale attiva tra questi impulsi. Questo lavoro presenta una guida dettagliata per l&#39;impostazione e l&#39;azionamento di un amplificatore rigenerativo a disco sottile Yb: YAG, basato su amplificazione a impulsi a chirpaggio (CPA), come sorgente della pompa per un amplificatore ottico a impulsi parametrici ottici.

<html> L&#39;oscillatore fornisce 350 fs, 2 μJ, impulsi a 25 W con frequenza di ripetizione di 11 MHz, con una stabilità impulso di impulso pari a 1% (rms) e fluttuazioni a raggio inferiore di 0,6% per 1 h di misura ( Figura 4 ). <img alt="Figura 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55717/55717fig4.jpg" /> Figura 4 : Yb: disco sottile YAG, oscillatore bloccato in modalità Kerr-lens. (A) Lo spettro (rosso), il profilo temporale recuperato intensità (blu), e il profilo spaziale (riquadro) degli impulsi dell&#39;oscillatore. ( B ) misurato e recuperato lo spettrografo SHG-FROG dell&#39;oscillatore. Questa cifra è stata modificata da Fattahi et al. , Con permesso di riferimento 21 .&gt; Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura. Gli impulsi di semi vengono amplificati nell&#39;amplificatore rigenerativo fino a 125 W mentre vengono pompati con un diodo a fibre ottiche CW a una lunghezza d&#39;onda di 940 nm a 280 W, corrispondente ad un ottico-ottico di efficienza del 47%. La stabilità impulso-impulso dell&#39;amplificatore è inferiore all&#39;1% e l&#39;amplificatore presenta una stabilità a lungo termine eccellente dopo 10 ore di funzionamento continuo. La trave amplificato ha un eccellente profilo spaziale, con M 2 di 1 (M 2 x = 1,08 e M 2 y = 1,07) e un eccellente profilo temporale dopo la compressione a 1 ps (a FWHM) (Figura 5). <img alt="Figura 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55717/55717fig5.jpg" /> Figura 5 : Caratterizzazione dell&#39;amplificatore rigenerativoUscita e l&#39;effetto di restringimento del guadagno. (A) La stabilità dell&#39;amplificatore rigenerativo potenza media dopo 10 ore di funzionamento continuo. Inset: ( a-1 ) Potenza normalizzata al suo valore medio in una finestra temporale di 0,5 h; (A -2 ) Profilo fascio di uscita dell&#39;amplificatore rigenerativo. ( B ) Spettro di uscita dell&#39;amplificatore (verde) e l&#39;intensità temporale recuperata (blu) dell&#39;impulso del laser a 100 W di potenza media dopo il compressore della griglia. ( C ) Energia di semi rispetto alla larghezza di banda spettrale (FWHM) dell&#39;uscita dell&#39;amplificatore e dei giri richiesti per la stessa potenza media di uscita a 300 W di potenza della pompa. Questa cifra è stata modificata da Fattahi et al. , Con permesso di riferimento 21 . <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55717/55717fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a> 25 . Sono stati considerati due diversi cristalli con i seguenti parametri: 1) un triborato di litio (LBO) di tipo I, 6 mm, con un angolo di corrispondenza di fase di 13,7 ° e un coefficiente non lineare di 0,819 pm / V; e 2) Tipo I, BBO di 3 mm di spessore con un angolo di corrispondenza di fase di 23,4 ° e un coefficiente non lineare di 2 pm / V 26 , 27 . 1-ps, impulsi di 20 mJ a 1.030 nm e un&#39;intensità di picco di 100 GW / cm 2 sono stati considerati come l&#39;ingresso della simulazione. I risultati della simulazione hanno mostrato che la performance BBO era superiore a quella del LBO per SHG ( Figura 6 ). <img alt="Figura 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55717/55717fig6.jpg" /> Figura 6 : Seconda generazione armonica. (A) simulato SHG enePer un cristallo LBO di 6 mm e un cristallo BBO di 3 mm di spessore. B ) Efficienza sperimentale SHG rispetto all&#39;intensità di picco della pompa di ingresso in un cristallo BBO di 1,5 mm di spessore usando 0,5 mJ (nero) e 20 mJ (verde) dell&#39;uscita dell&#39;amplificatore. ( C ) l&#39;intensità spettrale recuperata e ( d ) il ritardo del gruppo delle misurazioni XFROG per diverse efficienze SHG corrispondenti ai punti A, B e C in (b). Questa cifra è stata modificata da Fattahi et al. , Con permesso di riferimento 21 . <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55717/55717fig6large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>

Watch this Scientific Journal Video about 20 mJ, 1 ps Yb:YAG Thin-disk Regenerative Amplifier at JoVE.com

20 mJ, 1 ps Yb:YAG Thin-disk Regenerative Amplifier

Viene presentato un protocollo per l&#39;azionamento di una sorgente ottica ad alta potenza e ad alta potenza della pompa ad amplificatore a impulsi a impulsi parametrici basati su un amplificatore rigenerativo a disco rigido Yb: YAG.

20 mJ, 1 ps Yb: YAG Amplificatore rigenerativo a disco rigido

This is a report on a 100 W, 20 mJ, 1 ps Yb:YAG thin-disk regenerative amplifier. A homemade Yb:YAG thin-disk, Kerr-lens mode-locked oscillator with ...

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