作者使用激光腔建模軟件LaserCanvas5(Philip Schlup開發)來確定腔內(nei) 元件之間的精確排布。該軟件采用ABCD矩陣形式來建立振蕩器的腔穩定性和諧振模式尺寸。本文的設計準則是，設計一個(ge) 相對低重複頻率的振蕩器（約50MHz）以增加平均脈衝(chong) 能量。圖9是由LaserCancas5繪製的諧振腔模型的屏幕截圖。諧振腔的設計過程是四個(ge) 關(guan) 鍵參數的平衡過程：需要的重複頻率，增益介質內(nei) 的激光模式尺寸，SESAM上的激光模式尺寸，諧振腔穩定性因子。
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多光子顯微鏡設計實用指南（7）
3.2d 光路排布工具和注意事項
作者使用激光腔建模軟件LaserCanvas5(Philip Schlup開發)來確定腔內(nei) 元件之間的精確排布。該軟件采用ABCD矩陣形式來建立振蕩器的腔穩定性和諧振模式尺寸。本文的設計準則是，設計一個(ge) 相對低重複頻率的振蕩器（約50MHz）以增加平均脈衝(chong) 能量。圖9是由LaserCancas5繪製的諧振腔模型的屏幕截圖。諧振腔的設計過程是四個(ge) 關(guan) 鍵參數的平衡過程：需要的重複頻率，增益介質內(nei) 的激光模式尺寸，SESAM上的激光模式尺寸，諧振腔穩定性因子。
一個(ge) 好的初始設計是建立一個(ge) 這樣的諧振腔幾何模型，它能夠產(chan) 生5倍於(yu) SESAM飽和量的注入量，這個(ge) 飽和量由製造商提供。如前文所述，所用泵浦光纖纖芯直徑為(wei) 200um，以1：1的放大率成像到晶體(ti) 中，因此，我們(men) 的目標是使模式尺寸的束腰非常接近100um。在此約束下，諧振腔重複頻率可以通過選擇曲麵反射鏡的曲率半徑和通過將平麵反射鏡正確放置在幾乎準直的腔臂中實現。雖然穩定腔的標準是穩定因子小於(yu) 1，但是在設計時強製為(wei) 小於(yu) 0.1，以確保激光器長期穩定運行。SESAM是模式尺寸至關(guan) 重要的兩(liang) 個(ge) 組件之一。為(wei) 了收益於(yu) 恒波鎖模激光器中的可飽和吸收層的全調製深度，脈衝(chong) 能量必須足夠高以讓吸收層發生光漂白。為(wei) 了滿足這個(ge) 條件，SESAM上的脈衝(chong) 能量密度需要5倍於(yu) 製造商提供的吸收層飽和值。SESAM上另一個(ge) 重要的參數是損傷(shang) 閾值，製造商用強度來表示它。損傷(shang) 閾值限製了SESAM上的最小光斑尺寸。KGW激光典型輸出功率是2W，我們(men) 設計輸出耦合為(wei) 10%，重複頻率為(wei) 56MHz，相應的腔內(nei) 脈衝(chong) 能量是0.36uJ。SESAM上的束腰接近250um，產(chan) 生的能量密度是183uJ/cm2，這個(ge) 值是飽和注入量70uJ/cm2的2.6X。使用r=500cm(M4)可以獲得11.4X於(yu) 飽和注入量的能量密度，並且能獲得穩定的模式鎖定，但是輸出功率更低。
盡管LaserCanvas5軟件是一個(ge) 很好的設計諧振腔的工具，但是在腔內(nei) 讓泵浦模式和腔內(nei) 激光模式在晶體(ti) 裏重疊仍然是很困難的。精密對齊泵浦模式和腔內(nei) 激光模式的技巧有許多，本文介紹一種能確保有足夠的泵浦模式重疊使激光產(chan) 生的方法。一旦產(chan) 生激光，就可以通過使用腔體(ti) 的兩(liang) 個(ge) 端鏡：輸出耦合鏡和SESAM，簡單地將激光模式“行走“到泵浦模式。圖10是這一步驟的示意圖。
注意，為(wei) 了讓輸出的光線能量最大，需要先移除耦合鏡，這對低功率的二極管來說特別重要。在光路排布時，需要1個(ge) 判定光線是否共軸用的對齊用二極管和兩(liang) 個(ge) 針孔。對齊用二極管的工作波長在1030nm和1040nm都可以。在判定光線共軸時，最好是先對齊泵浦光束，在建立好的泵浦線上對齊腔內(nei) 模式。在對齊泵浦光束的時候，有一個(ge) 挑戰：泵浦源通常選用25-40W的商業(ye) 高功率一站式泵浦光源，它有最小的穩定輸出電流，在此電流下相應的輸出功率是7-10W。當聚焦光斑隻有200um的時候，產(chan) 生的強度足以燒壞標準針孔和其它的對齊工具。要解決(jue) 此挑戰可以通過購買(mai) 高損傷(shang) 閾值的針孔和對齊工具。本文通過將普通針孔離聚焦點等距來解決(jue) 此問題（見圖10的小圖）。使用針孔離聚焦點等距的方式可以精密的對齊泵浦光束，使得束腰剛好在晶體(ti) 裏。
DOI：https://doi.org/10.1364/AOP.7.000276
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