41.8??W output power, 200??kHz repetition rate ultra-fast laser based on Yb:YAG single crystal fiber(SCF)amplifier

DOI：10.1016/j.optlastec.2020.106202 期刊：Optics & Laser Technology 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57

摘要： We demonstrate a high repetition rate, high energy chirped pulse amplification (CPA) system based on single crystal fiber (SCF) amplifier. With home-made all-fiber laser as the seed laser and Yb:YAG rod, SCF as the amplification gain medium, an output power of 61.8 W at 200 kHz repetition rate has been obtained. To the best of our knowledge, this is the highest power based on SCF at hundreds of kHz repetition rate. The measured M2 values are approximately 1.241 in the horizontal and 1.186 in the vertical direction. The spectrum width is 3.8 nm, which support Fourier transform-limited pulse duration of 411 fs. An average power of 41.8 W with pulse duration of 1.5 ps has been obtained after the chirped volume Bragg grating (CVBG) compressor, which will be compressed to hundreds of fs with accurate chirp compensation.

关键词： Ultrafast laser SCF Fiber laser CPA

作者： Na Na Wang，Xiang Lin Wang，Xiao Hong Hu，Ting Zhang，Hao Yuan，Wei Zhang，Feng Li，Yi Shan Wang，Wei Zhao

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研究概述实验方案设备清单

研究目的

To demonstrate a high repetition rate, high energy chirped pulse amplification (CPA) system based on single crystal fiber (SCF) amplifier.

研究成果

An output power of 61.8 W at 200 kHz pulse repetition rate has been obtained, which is the highest power based on SCF at hundreds of kHz repetition rate. The system shows promising prospects in industrial processing and scientific research.

研究不足

The power drops from 67.9 W to 63 W in the first 16 min due to wavelength drifting of the pump power and thermal instability in the amplifier. The beam quality deteriorates as the output power increases due to thermal-optical effect.

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设备名称型号厂家功能

chirped Fiber Bragg Grating CFBG
Used as a stretcher in the front end of the amplifier.
laser diode LD
Used to pump the Yb:YAG rod and SCF.

Yb doped fiber YDF
Used in the amplification stages.
acoustic-optic modulator AOM
Used to reduce the pulse repetition rate.
photonic crystal fiber PCF
Used to boost the power of the seed laser.
chirped volume Bragg grating CVBG
Used as a compressor in the compression stage.
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