Laser optical scheme and principle of operation * The laser is comprised of two functional part 1.Master generator with an additional regenerative amplifier -operation under passive mode locking condition 2.The system of optical pulse amplifier

1.Master generator Cavity : plane back mirror M1, concave front mirror M5(99% reflectance) Dye 3274-ethanol solution: passive mode locking cell formed by back mirror M1 and wedged glass plate Pockels cell PC1 : radio frequency generator Quarter wave retardation plate(QWP1) : out put coupling factor adjust Pumping flash lamp, YAG:Nd3+ rod R1,

The control of overall resonator quality -Feedback controller produce Dynamic losses proportional to a light pulse energy circulating in resonator - Feedback depth is proportional to a light amount reflected by polarizer P1 and light conveyed pin photodiode (F2) The voltage proportional to the light pulse amplitude is applied to pockels cell PC1, thus modulating cavity losses (higher light pulse energy, higher losses ) generator with feedback produce pulses of ps Fabry-perot interferometer provide 25+/-5ps

2. Regenerative amplifier Consists of Mirror M2, M5, and rod R1 PC2 and P1 direct the light pulse into the Regenerative amplifier,where the pulse is amplified Cavity dumping is provided by P5, PC3 and synchronisation circuit Advantage -energy density in the dye cell does not increase -dye characteristics degrade much more slowly

3. Amplification system -Double pass optical amplification system -Mirror M3, M6 and M10 direct a spatially filtered picosecond pulse into Amplification system -thin-film dielectric polarizer(P3) and QWP3 dump the amplified pulse out of amplification system -Beam diameter is collimated by a telescope consisting of lenses L2 and L3 The pulse amplification can be controlled by varying the delay between flashes of amplifier and generator flash lamps

4. The time diagrams Flash lamp 방전 시작은 main phase 와 동기화 된다. Microcontroller 는 펄스를 만든다. 1) Amplifier capacitor banks 의 방전 회로는 generator 보다 긴 방전 시간을 가지기 때문에 AP SYNC.OUT output amplifier 동기화에 대 한 트리거 펄스는 T0 에서 나타난다. 2) OP SYNC.OUT output 에서 나오는 sync pulses 는 T1 에서 generator power supply 에 전해진다. 트리거 펄스 만들어진 후 T~45us 후에 generator 와 Amplifier flash lamp 에서 방전이 시작된다. -Generator flash lamp 의 flash 지속 시간 T~80us -Amplifier flash lamp 의 flash 지속 시간 T~90us

5) RF generator 은 T1 에서 켜지고 약 200us 뒤에 끄진다 - 스위치 on/off 로 pockels cell PC1 에 작용하는 열 발생량을 줄인다. 6) Generator flash lamp 의 flash 로 부터 80~120us light 펄스 가 발생한다. -Generation 시작은 특별 회로에 기록되어진다. 8) Mono stable 펄스인 multivibrator generate 의 지속은 1.5~5.5us 까지 potentiometer 로 조절할 수 있다. 이 펄스는 SYNC output 에 연 결되어있다. -T3 의 펄스 끝은 optical 펄스에 대해서 pulse locked 을 만든는 회로 를 트리거 시킨다. 9) T3 에서의 펄스 한 쌍의 delay 회로를 트리거 시킨다. T5 에서 펄스의 첫 부분은 PC2 drive 를 연결하고 half-wave voltage 를 PC2 전극에 연결을 하도록 한다. PC2 를 지나가는 빛은 편광이 변하게 되어 polarizer P1 에 의해 펄스는 regenerative amplifier 로 반사된다.

첫 번째 delay 회로 PC2 driver 가 켜지는 정확한 순간을 선택 하기 위해서 delay 조절이 필요하다. -delay 회로의 핵심은 a fast modulo- 16 진수 down counter 이다. -T3 에서 number 는 push-button 스위치를 눌러 입력한다. -Counting 는 T4 에서 시작되어 T5 에서 끝난다. - 펄스가 PC2 를 지나갈 때 PC2 전극에 걸리는 최대전압과 일치해야 한다. 12) 두 번째 delay 회로 13) T6 에서 PC3 driver 를 작동 시키기 위해 전기적 펄스를 발생 시킨다. PC3 driver 는 PC3 전극에 걸리는 quarter-wave voltage 를 만든다. 전기적 펄스는 T6 에서 socket TRIG 에 연결된다. 15) T7 에서 single picosecond 빛 펄스는 thin-film dielectric polarizer(P5) 의해 resonator 를 빠져 나온다.