Lézerimpulzusok vivőhullám-burkoló-fáziscsúszásának mérése lineáris optikai módszerrel - Jójárt Péter (2015)
A munkám célja egy olyan vivő-burkoló fáziscsúszást mérő módszer kidolgozása, amely mérési elve lehetőség szerint sávszélességtől független, azaz amivel sok optikai ciklusú impulzusok vivő-burkoló fáziscsúszását is megbízhatóan mérhetjük. A munkám alapjául az akkor frissen megalkotott első lineáris mérési eljárást részletes elemzése szolgált. Ez a módszer egy spektrálisan és térben bontott Mach-Zehnder interferométer tárgykarjába tett rezonáns körből állt, és a fáziscsúszás értékére az interferogram láthatóságából lehetett következtetni. Jóllehet kísérletileg bizonyították, hogy ez a módszer működik, ugyanakkor a mérés önmaga nehéz volt, a kiértékelés hosszadalmas, és gyakorta kellett kalibrálni. A Szegeden, valamint a berlini Max Born Institut illetve a Párizs melletti LAL intézetekben végzett modellezési, fejlesztési, és kísérleti munkám során a következő főbb eredményeket értem el. 1.Modelleztem egy, csak lineáris optikai elemeken alapuló vivőhullám-burkoló-fáziscsúszást relatív módon mérő eljárást. Egy impulzus-sorozatban az egymás utáni impulzusok egy rezonáns kör segítségével időben közel átfedésbe hozhatóak. Az így létrehozott spektrális interferogramból és az oszcillátor ismétlési frekvenciájából ki lehet számolni a vivő-burkoló fáziscsúszás kezdeti értékétől való eltérését. 2.Megépítettem a kísérleti elrendezést, melyhez egy aktív optikai úthossz-stabilizáló rendszert fejlesztettem ki. A 10 nm pontossággal 3,546 m hosszúságon tartott rezonáns visszacsatoló kör segítségével végrehajtott, a sztenderd f-to-2f eljárással ellenőrzött pilot kísérletben néhány ciklusú lézerimpulzusok a vivő-burkoló fáziscsúszását 149 mrad pontossággal mértem meg. 3.Demonstráltam, hogy a kifejlesztett lineáris optikai módszer alkalmas a lassú, termikus eredetű vivő-burkoló fáziscsúszás-változás stabilizálásának vezérlésére is. Egy szabadon működő lézeroszcillátorba épített izokronikus ékpárat egy visszacsatoló rendszeren keresztül a kifejlesztett mérési eszköz segítségével vezérelve a lassú vivő-burkoló fáziscsúszást változást ±47 mrad-ra stabilizáltam. 4.A világon először mértem meg sok ciklusú, 2 pikoszekundumos fényimpulzusok CEP-csúszásának változásait. A fáziscsúszás módosítására három különböző módszert használva egyértelműen kimutattam, hogy a kifejlesztett módszer valóban a vivő-burkoló hullám csúszásának változását méri hosszú impulzusok esetén is, azaz a módszer valóban független a sávszélességtől. A fáziscsúszás méréséhez kifejlesztett berendezés segítségével kimutattam, hogy egy nagy jósági tényezőjű (F=28000), keskenysávú lézerimpulzusok passzív erősítésére szolgáló rezonátor működése a lézerimpulzusok vivő-burkoló fázisától is függ.