Thiết kế bộ khuếch đại xung laser tử ngoại
Một nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm điện tử học lượng tử, Viện vật lý đã phối hợp với các nhà khoa học Nhật Bản thiết kế bộ khuếch đại xung laser tử ngoại femto - giây sử dụng tinh thể Ce3+:LiCaAlF6 dạng kim cương với cấu hình bơm ngang.
Nguồn laser tử ngoại công suất lớn có rất
nhiều ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực KH&CN như trong nghiên cứu y sinh
học, môi trường... Tuy nhiên, nguồn laser tử ngoại trong thương mại chủ yếu sử
dụng các tinh thể phi tuyến để nhân tần từ những laser có bước sóng nằm trong
vùng hồng ngoại hoặc vùng nhìn thấy, nhược điểm là cồng kềnh, phức tạp, giá
thành cao, độ rộng phổ hẹp cũng như công suất laser thấp. Gần đây, với việc sử
dụng hợp chất fluoride pha tạp đất hiếm làm môi trường, hoạt chất laser đã tạo
nên những bước đột phá trong nghiên cứu, phát triển và ứng dụng những nguồn
laser tử ngoại toàn rắn điều chỉnh liên tục bước sóng trong một dải phổ rộng
hàng vài chục đến hàng trăm nm. Ưu điểm của những nguồn laser này là gọn nhẹ,
dải phổ rộng và công suất phát laser cao. Tiêu biểu trong những hợp chất
flouride thì Ce3+:LiCaAlF6 (Ce:LiCAF) được sử dụng rộng rãi.
Qua kết quả nghiên cứu và thiết kế này, các
nhà khoa học Việt Nam đã tìm hiểu sự phản xạ toàn phần của chùm laser bơm ở bên
trong tinh thể, điều này làm tăng hiệu suất hấp thụ chùm laser bơm khi các tinh
thể dạng kim cương được gia công. Hơn nữa, việc tối ưu các thông số của tinh
thể laser Ce3+:LiCaAlF6 như hình dạng tinh thể và sự hấp thụ của tinh thể đã
cho phép không chỉ tăng năng lượng bơm được hấp thụ trong tinh thể (tăng gain
khuếch đại) mà còn tăng sự bơm đồng nhất. Điều này có ý nghĩa quan trọng trong
việc khuếch đại laser xung cực ngắn, công suất cao không chỉ trong vùng tử
ngoại mà còn cho các loại laser khác