Abstract
We have utilized soft-aperturing by gain media to develop a high-power tunable Ti:Sapphire laser with sub-40-fs and broad tuning range. The tunable spectral range was only limited by the bandwidth of mirrors. We made use of knife-edge slits near an intra-cavity prism controlled by micro-stepping-motors to tune the center wavelength continuously. The tunability of the center wavelength was ranged from 770 nm to 870 nm, and the measured pulsewidth was sub-40 fs throughout the above spectral range. The shortest pulsewidth was about 17 fs at the center wavelength of 820 nm and the spectral bandwidth was 72 nm. At 5 W pumping power of the Ar-ion laser we obtained average output power of 440 mW~580 mW. For the cw and Kerr-lens mode-lodking conditions, we have evaluated the value of an amplitude modulation to be ${\gamma}=2.5{\times}10^{-8}/W$ from the calculated waists of a Gaussian beam on the Ti:sapphire crystal surface. Using this result we demonstrate that the generation of sub-40-fs Kerr-lens mode-locked pulse can be described by the Ginzberg-Landau model which is a weak pulse shaping model.
근적외선 파장영역에서 시분해 분광용 레이저 광원개발을 위해 발진파장이 반사경의 파장 선폭에 의해 제한된 수십 펨토초 펄스폭의 고출력 티타늄 사파이어 레이저를 개발하였다. 한쪽 프리즘 끝에 미세 stepping-motor로 제어되는 kniff-edge slits를 사용하여 발진파장을 선택하였으며, 파장가변영역은 770nm~870nm이었고, 이 파장영역에서 얻은 펄스폭은 40 fs 미만이었다. 가장 짧은 펄스폭은 약 17 fs 이었으며 이때의 파장중심은 820nm이고 선폭은 72nm이었다. 약 5W 출력의 아르곤 레이저 여기광을 사용하여 위의 파장영역에서 얻은 평균출력은 440 mW~580 mW 이었다. 연속발진 경우와 Kerr-lens mode locking 경우의 이득매질에서의 빔의 크기를 계산하여 이득변조값 ${\lambda}=2.5{\times}10_{-8}$ W을 수치적으로 얻었고, 이로부터 Ginzberg Landau 방정식을 사용하여 40 fs 미만의 펄스폭이 발생됨을 보였다.
