Cr4+ : YAG 레이저에서 열 렌즈 효과에 따른 공진기의 안정영역과 빔 허리 및 비점수차의 보상
Effects of the Thermal Lensing on stable Region, Beam Waist, and AstigmaticCompensation of Z-fold Cr4+:YAG laser Cavity
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초록
Brewster 각으로 양면이 가공된 Cr4+ :YAG 결정이 장치된 Z자형 공진기의 안정영역에 대하여 열 렌즈 효과를 고려하지 않았을 때와,고려하였을 때의 경계값의 해석적 해를 구하였다.또한 수차 변환 행렬들을 사용하여 공진기의 안정성, 빔 허리, 그리고 비점수 차 보상에 대한 열 렌즈 효과가 미치는 영향도 알아보았다. 결정이 오목거울 사이의 중간 위치에 놓이고, 오목거울과 반사거울 및 출력거울의 거리가 같을 때에는 공진기의 안정영역에 미치는 열 렌즈 효과의 영향은 적으나, 빔 허리는 반사거울에서 구결면보다 자오면에서의 영향이 더 크므로 열 렌즈 효과가 있을 때의 비점수 차 보상은 더 어려워진다.이러한 결과는Kerr 렌즈 모드 잠금에서도 열 렌즈 효과가 고려되어야 함을 보인다.
Abstract
We obtained analytic solutions of boundary conditions to the stable region of Z-fold Cr4+ :YAG laser cavity when the conditions are with and without thermal lensing effect. Also we investigated the influence of the thermal lensing effect on the stability of cavity, beam waist, and astigmatic compensation using aberration transformation matrices. The thermal lensing effect almost has no influence on the stable region of the cavity when the crystal is located in the middle of two concave mirrors and when the distances from the concave mirror to the reflecting mirror and the output coupler are the same. The beam waist, however, is affected more in a tangential plane than in a sagittal plane, and so it is difficult to have astigmatic compensation when the thermal lensing effect exists. This result means that the thermal lensing effect should be considered even for the Kerr-lens mode-locking.
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