По проект ВУФ-02/2005 г. на тема "Съвременна лаборатория по фемтосекундна фотоника" с ръководител на проекта проф. дфн Иван Христов бе създадена първата в Република България и на Източните Балкани Лаборатория по фемтосекундна фотоника. Проектът бе финансиран от МОН за три години.

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.