Прорыв! Самая высокая в мире мощность 3 мкм среднего инфракрасногоFemtosecond Fiber Laser
Волокно лазерЧтобы достичь лазерного выхода в середине инфракрасного, первым шагом является выбор соответствующего материала матрицы волокна. В клетчатке, ближней инфракрасной волокнистых лазерах, кварцевая стеклянная матрица является наиболее распространенным материалом для волоконной матрицы с очень низкой потерей передачи, надежной механической прочностью и превосходной стабильностью. Однако из-за высокой энергии фонона (1150 см-1) кварцевое волокно не может использоваться для передачи лазерной передачи в середине инфракрасных. Чтобы достичь низкой передачи потерь лазера в среднем инфракрасном положении, нам необходимо переоценить другие материалы для матрицы волокна с более низкой энергией фонона, такими как сульфидная стеклянная матрица или фторидная стеклянная матрица. Сульфидное волокно имеет самую низкую энергию фонона (около 350 см-1), но у него есть проблема, что концентрация допинга не может быть увеличена, поэтому она не подходит для использования в качестве волокна усиления для генерации лазера в середине инфракрасных. Хотя фторидный стеклянный подложка имеет немного более высокую энергию фонона (550 см-1), чем субстрат сульфидного стекла, он также может достичь передачи с низким содержанием потери для лазеров в середине инфракрасных инфракрасных с длиной волны менее 4 мкм. Что еще более важно, подложка из фторидного стекла может достичь высокой концентрации ионов с высокой экологически чистым ионом, что может обеспечить усиление, необходимое для получения среднего инфракрасного лазера, например, наиболее зрелого фторида Zblan Fiber для ER3+ было способно достичь легирующей концентрации до 10 мот. Следовательно, фторидная стеклянная матрица является наиболее подходящим материалом для матрицы волокна для волоконно-инфракрасных волоконно-лазеров.
Недавно команда профессора Руан Шуанген и профессора Го Чуню в Университете Шэньчжэнь разработала мощную фемтосекундупульсное волокно лазерсостоит из 2,8 мкм, закрепленного в режиме ER: ZBLAN Fiber Hescillator, одномодовый ER: Zblan Fiber Preamplifier и крупноже-режим Field ER: Zblan Fibre Main Amplifier.
Основываясь на теории самосовершенствования и амплификации ультра-короткого импульса среднего инфракрасного импульса, контролируемой поляризационным состоянием и численным моделированием нашей исследовательской группы в сочетании с нелинейными методами подавления и мод контроля оптического волокна, активного охлаждения и амплификационной структурой двойного насоса, система получает 2,8 мкм Ultra-Short Pulse Pullse с помощью средней мощности из 8.12, и выработка Pulse-Short-Short-Short-Short-Short-Short-Short-Short-Short Pulse-Short-Short-Short-Sulse. Международная запись самой высокой средней власти, достигнутой этой исследовательской группой, была еще более обновлена.
Рисунок 1 Структурная диаграмма ER: Zblan Fiber Laser на основе структуры MOPA
СтруктураFemtosecond LaserСистема показана на рисунке 1. Одномодный двойной клетчатый ER: Zblan Fiber длиной 3,1 м использовали в качестве волокна усиления в предусилителе с допинговой концентрацией 7 моль.% и диаметром ядра 15 мкМ (Na = 0,12). В основном усилителе использовали в качестве волокна с двойной одеждой в большом режиме ER: ZBLAN Fiber длиной 4 м с концентрацией допинга 6 моль.% И диаметром ядра 30 мкМ (Na = 0,12). Больший диаметр ядра заставляет волокно усиления имеет более низкий нелинейный коэффициент и может выдерживать более высокую пиковую мощность и выходной сигнал импульсной энергии импульса. Оба конца волокна усиления сливаются с крышкой терминала ALF3.
Время публикации: 19 февраля2024 года