За изпълнение на задачите по проекта от особена важност бе набавянето на висококачествен напомпващ източник, без който пускането в режим на синхронизация на модовете на фемтосекунден лазер с активна среда Ti:Sapphire е невъзможно. Като най-подходящ бе избран е лазерът Verdi v5 на американската фирма Coherent
Закупеният и монтиран непрекъснат едночестотен напомпващ лазер Verdi V5.
Тъй като по това време в България практически отсъстваше опит по работа с твърдотелни фемосекундни лазери и колективът имаше нужда от такъв предварителен тест, групата на доц. д-р Иван Бъчваров, със свои компоненти, пусна в действие първия такъв фемтосекунден осцилатор и изследва режимите на настройка и работа с него.
Бяха закупени елементите за Титан-сапфировия осцилатор, лазерен кристал, чирпови огледала, стойки и масички за закрепване и настройка на оптичните компоненти в резонатора. Беше извършен монтаж, настройка и оптимизиране на осцилатора с цел получване на пределно къси импулси. На фигурите е показана принципната схема избрана за фемтосекундния осцилатор.
За управление на вътрешно резонаторната дисперсия въведена от активната среда се използват система от огледала (CM1-n) с проектирано групово закъснение при отражението всяко от тях. Изходното огледало е покрито върху тънка подложка, а покритието й е проектирано така, че да внася минимална дисперсия. В режим на свободна генерация осцилаторът дава изходна мощност ~800mW. На фигурите е показана физическия облик на конструкцията на лазерния осцилатор. С конструиран във Фемтосекундната лаборатория автокорелатор с генериране на втора хармонична бе измерена автокорелационна продължителност на импулсите от 38 fs, съответстваща на реална продължителност 28 fs при централна дължина на вълната 790 nm и енергия от 4 nJ в единичен импулс при честота на повторение на импулсите 83 MHz.
Впоследствие закупена апаратура за измерване на фемтосекундни импулси GRENOUILLE, която осъществява техниката FROG-frequency-resolved optical gating, заедно със необходимия софтуер за обработка на данните. Бяха закупени също измерители на мощност и енергия и бърз осцилоскоп.
Фрог–данни, получени при измерване на лазерния импулс при оптимална настройка, и при лека разстройка на резонатора.
Изследвани бяха режимите на работа на изградения фемтосекунден осцилатор с вътрешнорезонаторна компресия с помощта на чирпови огледала. На Фигура 14 са показани фрог –данните, получени при измерване на лазерния импулс при оптимална настройка, и при лека разстройка на резонатора. При оптимална настройка лазерният импулс е с продължителност 67 fs, докато в другият случай продължителността е повече от 80 фс.
Имайки този опит, по отделен проект, от фирма Quantonix, бе закупена система от фемтосекунден осцилатор (Ti:Light) и усилвател. На изхода на системата бяха достигнати енергии на единичен суб-60-фемтосекунден импулс от 2.5 mJ при честота на повторение на импулсите 1 kHz. Лазерът се напомпва с втората хармонична на непрекъснат лазер на базата на Nd:YVO4( λ=532nm ) и, при мошности на напомпване от около 3W, генерира около 200mW на централна дьлжина на вьлната 800nm.
Възможността контролируемо да скъсаваме продължителността на импулса между 110 fs и 35 fs чрез контрол на проникването на вътрешнорезонаторната призма в снопа, е показана на долната фигура.
Зависимост на продължителността на излъчения импулс от дълбочината на проникване на снопа в призмата вследствие на променената нетна дисперсия в резонатора. Черна крива (кръгчета) - експериментални данни; червената (квадратчета) - числени данни. Вложени кадри (вдясно) - измерени FROG-кадри на три характерни позиции.
Чрез допълнително изградена каскада от огледала с чирп, върху които снопът търпи передица от отражения(долната фигура), понастоящем генераторът Ti:Light устойчиво осигурява суб-25-фемтосекундни импулси.
По друг проект беше доставена апаратура агенериране на кохерентно рентгеново лъчение във вакуумния ултравиолет и меката рентгенова област XUUS (фирмата KMLabs–САЩ). Тя е основният възел на система за генерация на кохерентно лазерно лъчение във вакуумния ултравиолет. За регистрация на лъчението бяха закупени специални CCD-камери, чувствителни в съответните спектрални интервали и нужната вакуумна апаратура.
Рентгенова CCD-камерa за регистрация на изходния сноп от нелинейния преобразувател.
Следващата фигура показва общ изглед към системата за генерация на кохерентно късовълново лъчение.
Рентгенов монохроматор, заедно с помпа и датчици.
Общ вид на лазерната система за генерация нба кохерентно късовълново лъчение чрез генерация на високи хармонични в кух вълновод.
Следващата фигура показва първото успешно генериране на 25-та, 27-ма и 29-та хармонична на основното лазерно лъчение в газ Ar и възможностите за пренастройването му в зависимост от налягането на газа.
Относителни интензивности на 25-та, 27-ма и 29 хармонична на лазер Ti:Sapphire в Аргонова среда.