A New Generation of High-Power, Waveform Controlled, Few-Cycle Light Sources

این پایان‌نامه اولین آزمایش‌های موفقیت‌آمیز را برای تثبیت یک نوسان‌ساز دیسک نازک قفل‌شده با حالت بالا و فشرده‌سازی پالس‌های ساطع شده از این لیزر تا مدت‌های تنها چند سیکل نوری ارائه می‌کند. علاوه بر این، مونوگراف چندین روش را برای دستیابی به مقیاس پذیری توان تکنیک های فشرده سازی و تثبیت معرفی می کند. همه رویکردهای آزمایشی با جزئیات مقایسه می‌شوند و ممکن است به‌عنوان یک راهنما برای توسعه منابع نوری کنترل‌شده با شکل موج پرقدرت و با چند چرخه عمل کنند که پتانسیل فوق‌العاده‌ای برای بهره‌برداری از اثرات نوری غیرخطی شدید با نرخ‌های تکرار بی‌سابقه بالا و ایجاد منابع نور مادون قرمز رومیزی ارائه می‌دهند. با ترکیبی منحصر به فرد از درخشندگی و پهنای باند. به عنوان مثال، تحقق یک منبع فمتوثانیه ای با چند وات، چند اکتاو پوشا، مادون قرمز میانی توضیح داده شده است. پایان نامه با مقدمه ای اساسی در زمینه نوسان سازهای لیزری فوق سریع شروع می شود. متعاقباً جزئیات بیشتری از نتایج تحقیقات منتشر شده قبلی را ارائه می دهد و ارتباطی بین آنها برقرار می کند. بنابراین هم افراد تازه وارد و هم متخصصان در زمینه توسعه لیزر فوق سریع پرقدرت را مخاطب قرار می دهد.

This thesis presents first successful experiments to carrier-envelope-phase stabilize a high-power mode-locked thin-disk oscillator and to compress the pulses emitted from this laser to durations of only a few-optical cycles. Moreover, the monograph introduces several methods to achieve power-scalability of compression and stabilization techniques. All experimental approaches are compared in detail and may serve as a guideline for developing high-power waveform controlled, few-cycle light sources which offer tremendous potential to exploit extreme nonlinear optical effects at unprecedentedly high repetition rates and to establish table-top infrared light sources with a unique combination of brilliance and bandwidth. As an example, the realization of a multi-Watt, multi-octave spanning, mid-infrared femtosecond source is described. The thesis starts with a basic introduction to the field of ultrafast laser oscillators. It subsequently presents additional details of previously published research results and establishes a connection between them. It therefore addresses both newcomers to, and experts in the field of high-power ultrafast laser development.