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.