Optimalizace časových parametrů a tvarování pulsů vysokovýkonného pikosekundového laserového systému

Abstract

Diplomová práce se zabývá teoretickým rozborem ultrakrátkých pulsů, jejich kompresí, selekcí a tvarováním. Znalost manipulace s pulsy je využita v praktické části, jejíž hlavním cílem bylo dokončit laserový systém Perla C operujícím na 1030 nm s průměrným výkonem až 500W při opakovací frekvenci 89 kHz vyvinutým v laserovémncentru HiLASE a upravit jeho výstup podle požadavků uživatelů. Cílem bylo zaměřit se na nalezení vhodné volby kompresoru. Charakterizace byla provedena na kompresoru z čerpované objemové braggovské mřížky (CVBG) a na kompresoru z dielektrických mřížek. Optimalizací bylo dosaženo délky pulsu 1.1 ps v téměř difrakčně limitovaném svazku s parametrem M2 < 1.5 při středním výkonu do 300W. V další části byl pro laserový systém postaven selektor pulsů ze dvou Pockelsových cel, díky kterému je možno měnit opakovací frekvenci laseru a dávkovat pulsy v daném počtu. Posledním bodem bylo zaměření se na tvarování pulsů pomocí prostorového modulátoru a získání kontroly nad kompenzací disperze v systému.

This diploma thesis focuses on a theoretical analysis of ultrashort pulses, especially on their compression, pulse-picking and pulse-shaping. This knowledge of pulse manipulation is used in the experimental part, whose aim was to complete the laser system Perla C in HiLASE Centre that generates pulses with average power up to 500W and 89 kHz at 1030 nm, and tailor its output to user requirements. In the experimental part, the pulse compression is analyzed at first. The goal was to find a suitable compressor for the laser system. Characterization was performed on a chirped volume Bragg grating (CVBG) and a compressor built of a pair of dielectric gratings. Furthermore, a pulse picker based on two Pockels cells was build. This pulse picker is able to change the laser repetition rate and generate bursts of pulses. The last point was pulse shaping using a spatial modulator which helps to control dispersion over the whole laser system.