Regenerativní zesilovač s aktivním prostředím Yb:KYW

Abstract

Diplomová práce se zabývá vývojem regenerativního zesilovace na bázi Yb:KYW. V teoretické části jsou shrnuty vlastnosti použitého krystalu a teorie laserového zesilovače. Dále jsou provedeny simulace regenerativního zesilovače pomocí Frantz-Nodvikovy rovnice. V experimentální části je charakterizován krystal Yb:KYW včetně měření silne astigmatické tepelné čočky. Dále je navržen a zkonstruován regenerativní zesilovač s výstupní energií 3,5 mJ při opakovací frekvenci 100 Hz, šířkou spektra v polovine maxima 3 nm, a který generuje základní příčný mód s M2 < 1, 2. Šířka spektra naznačuje možnost komprimace impulzů na subpikosekundové délky; pokud by byl použit vhodnejší prodlužovač impulz ˚u, mělo by být možné získat impulzy v řádech nižších stovek fs. Jsou prezentovány možnosti vylepšení výstupních parametrů systému.

This master thesis focuses on the development of a regenerative amplifier using an Yb:KYW crystal. Laser properties of this crystal are presented in the theoretical part, as well as the theory of laser amplifiers. Simulations of a regenerative amplifier are conducted using the Frantz-Nodvik model. In the experimental part, the properties of Yb:KYW are measured including its highly anisotropic thermal lens. In the following section a regenerative amplifier is designed and constructed. In its final configuration, the output energy of 3,5 mJ is achieved with repetition rate of 100 Hz and spectral width of 3 nm. The laser operates in fundamental mode with M2 < 1, 2. The spectral width suggests subpicosecond pulses can be obtained by compression; should a more suitable stretcher be used, pulse durations in order of lower hundreds of fs should be reachable. Several possibilities of improving output parameters are presented