Ultrarövid fényimpulzusok terjedésének vizsgálata fotonikus kristály optikai szálakban és szálerősítőkben = Investigation of propagation of ultrashort laser pulses in photonic crystal fibers and fiber amplifiers

Megmutattuk, hogy lehetseges 6 fs-nal rovidebb kompresszalt fenyimpulzusok előallitasa fotonikus kristaly szalakban 1 nJ-nal kisebb impulzusenergiak eseteben is. Szimulacios programunk segitsegevel szamitasokat vegeztunk, hogy milyen impulzusparameterek (energia, impulzushossz) mellett lehetseges az impulzusok alakhű atvitele nagymagatmerőjű, illetve legmagos fotonikus kristaly szerkezetű optikai szalakon. Szimulacios eredmenyeinket meresekkel (spektrum, autokorrelacios fuggvenyek) ellenőriztuk es alkalmaztuk egy uj tipusu, valos idejű, 3D ketfoton mikroszkop kiserleti peldanyanak elkeszitesenel. Ureges fotonikus kristaly szalakat terveztunk es alkalmaztunk Yb adadekolt szalerősitő csorpolt impulzusainak kompresszalasara illetve nemlinearis hatasoktol mentes atvitelere. Modusszinkronizalt, erősen csorpolt nehany pikoszekundumos impulzusokat előallito, telitődő abszorbenssel modusszinkronizalt Yb szallezert epitettunk, amelynek impulzusait racsos kompresszor segitsegevel 200 fs-nal rovidebbre kompresszaltuk. Yb adalekolt szal es fotonikus kristaly szerkezetű pumpa geometria alkalmazasaval szalerősitőt epitettunk, aminek segitsegevel az impulzusok energiajat 80 MHz-es ismetlődesi frekvencia mellett az 1-10 nJ tartomanyba noveltuk. | We have shown that it is possible to generate sub-6-fs pulses by compression of low energy (E<1 nJ) pulses in small core area photonic crystal fibers. We have made numerical simulations to investigate that what pulse parameters (energy, peak intensity, spectral widths) allow us to deliver femtosecond laser pulses without spectral and temporal distortion through specific large mode area (LMA) and hollow core (HC) photonic crystal fibers. The validity of our simulations was checked by corresponding measurements (spectrum, autocorrelation traces). The LMA and HC fibers were applied to build a random access 3D nonlinear microscope system. The HC fibers were designed and applied for compression and distortion free delivery of amplified pulses of a picosecond pulse Yb fiber laser/amplifier system. Mode-locked, all-normal-dispersion, all-fiber Yb laser was constructed delivering few ps long, strongly chirped pulses with specral width of ~10 nm at around 1030 nm. The output of the oscillator was compressed down to 200 fs using a grating pair compressor. Using a double clad Yb doped fiber and a photonic crystal pump geometry, the pulse energy was boosted up to the 1-10 nJ regime at a repetition rate of 80MHz.