1、怎么看光
調振蕩器無非出光、優(yōu)化、調鎖模,鈦寶石ASE熒光可見的比較好對,全固態(tài)摻Yb、摻Nd等由于波長較長,熒光看不到,需要拿熒光板找光,大恒光電經常送一些熒光上轉換板,剪成細條掏個小孔,對光就方便多了。還是看不見?關燈啊~~
或者拿He-Ne光、紅光LD頭輔助對光,從端鏡或輸出鏡一側打入,調節(jié)一個往返看能不能對好,不過因為鍍膜原因這時光太弱了,不好看,所以可以在腔內加光闌兩頭準直。
夜視儀也可以派上用場,用于觀察熒光光點,部分手機好像也可以,比如紅米2,調光神器,實驗室寵兒,可惜停產了。手機越好越看不見紅外,sigh~~
2、怎么對光
X型腔Z型腔無非都是折疊光路的線型腔,特別是Z型比較舒展,光路不打架,比較好調。環(huán)形腔坑啊,輸出耦合鏡OC兩個方向出光,看緣分~
以簡單的腔型說,看熒光的時候,先走一臂,然后調節(jié)這一臂端鏡或輸出鏡,使反射光與入射光完全重合,原路打回去;然后撥這一臂的光路看另一臂有沒有熒光閃爍,有就ok,再把另一臂的熒光原路打回去就出光了。比如下圖吧,移動CM2,使光斑打在OC上為一個不太大的點兒,然后調節(jié)OC使熒光原路返回。遮擋短臂的光,看長臂有沒有反應,如果你手指頭撥短臂的光路看到長臂有明暗變化,OK繼續(xù);沒有的話微調OC看能不能找到短臂回光。長臂也一樣,不過基本上定好光高一掃就出光了。
不過操作的時候可能不太好對,就是說光有可能不能準確地按原路打回去,通常情況下可以定一維掃一維,比如光高調到一致,然后掃左右。說白了都是信心問題,剛開始調光都挺忐忑,怎么還不出光啊,對的很好了~~不過摸到經驗了就怎么調怎么有,自然就有自信了。
實在不行就用小孔光闌定位仔細找。。。。
十八般武器都沒用的時候,唉,看性格了——十字掃描法~~鐵杵磨成針,適合特別有耐心的人;掰鏡片法~~適合人品、手感特別好的人;不出光?使勁加泵光啊~~相信大力出奇跡,適合我這種沒耐心也沒人品的人。
還有一個危險的技能,光譜儀輔助調光。光譜儀放輸出鏡后面,調另一臂端鏡(或SESAM),然后可以看到熒光波長比如1030nm的幅度變強。把它調到最強,再調輸出鏡這一臂。掃到快出光的位置,幅值會急劇上升,然后趁著還沒打壞光譜儀,趕緊拿開,在附近微調一下就出光了。老外很喜歡這招,也是藝高人膽大。我寧可大力出奇跡,晶體便宜啊,光譜儀多貴丫~~
3、穩(wěn)區(qū)參數
諧振腔兩臂的不等長,會造成兩凹面腔鏡間距的一段不能出光的Gap,也就是說在這個腔型之下幾乎調不出光。通常凹面鏡我們只動一個,通過泵光的這個凹面鏡是不動的,否則可能不共軸,導致泵光歪一邊了。移動的另一個凹面鏡就決定了腔型的穩(wěn)區(qū),通常也稱這個凹面鏡為Stability Range Mirror,即SBBR mirror。長短臂的不等長為什么導致穩(wěn)區(qū)分裂,如何分裂,詳見天大的謝旭東碩士論文以及MIT的Li-Jin Chen博士論文。在計算五鏡腔的時候,需要把聚焦SESAM的凹面鏡也考慮在內。
實驗中簡單點,量一下你的兩個凹面鏡距離,一般比兩個焦距之和略大幾mm,拿尺子量一下不差太多就ok了。有熒光看就更好辦了,就看熒光能不能自再現,比如調節(jié)凹面鏡看聚出來的光斑,太大太小都不容易出光,有時為了對光會把端鏡的光斑調得特別小,對好之后平移一下凹面鏡,使其向穩(wěn)區(qū)方向移動,鐵定出光。
不過題設的腔型還有一些細節(jié)值得注意。
4、OC位置
線型腔,一臂要給SESAM啟動鎖模,一臂要給棱鏡對補償色散,輸出鏡就很尷尬了。如果給折疊鏡folding mirror上吧,來回都出光,輸出兩路光,倒是方便探測了,但也造成了功率損失。折疊鏡當OC,如圖:
晶體泵光入射一端鍍雙色膜當做端鏡,那另一臂只有SESAM了,沒地方輸出,所以只能在折疊鏡上輸出了,這樣來回都會輸出,不適合用輸出率太高的鏡子,不過另一路的輸出光直接可以測功率、測脈沖序列。
如果在棱鏡對一臂的端鏡輸出,則由于空間色散,輸出的光在橫向上有一點分開。俗稱空間啁啾,依然是平行光沒有角色散,不過不同位置的光譜不同。如果光譜很窄倒沒關系,如果光譜較寬的話,比如幾個nm,則輸出是個橫橢圓光斑。需要同樣的色散元件將其準直回去。
5、空間啁啾
如圖是我設計的棱鏡對色散補償、SESAM鎖模的緊湊型振蕩器。
參數不列了,主要就是輸出后將輸出光爬低一下,然后再走一遍棱鏡對,再用小鏡子M5導出。這樣可以將空間啁啾補償回來。棱鏡對間距65mm,補償腔內色散。
至于選什么摻雜濃度晶體、什么SESAM、凹面鏡什么曲率半徑、泵光的耦合比等等,照文獻用就行了,都是成熟的技術。
Tips:
1、調節(jié)棱鏡的話可以采用最小偏向角方法,即轉動棱鏡看熒光位置,熒光往前走然后往回返的拐點就是正確的棱鏡入射角。
2、其實,用啁啾鏡或者GTI鏡可以避免空間色散這些問題,光路也簡化很多。晶體4mm長的話換幾個-40fs^2的啁啾鏡多反射幾次完事了,光譜不寬的話GTI鏡一片幾千飛秒方的負色散,替代棱鏡對絕對夠了。
3、Yb:YAG可以克爾透鏡鎖模啊,好像有30fs的記錄。輸出鏡選小一點的就行了,保證腔內的峰值功率密度。而且如果調節(jié)SBBR鏡位置,可以優(yōu)化出比正常SESAM鎖模短的脈沖,也就是SESAM和克爾透鏡混合鎖模。
4、腔內功率密度太高也會出現調Q鎖?;蚨嗝}沖的光譜干涉,用示波器和光譜儀很容易鑒別出來。方法無非是微調SESAM;移動凹面鏡位置改變聚焦功率密度;降低泵光;選輸出率較大的輸出鏡。
穩(wěn)定的雙脈沖