Китайская команда разработала мощный перестраиваемый волоконный рамановский лазер с диапазоном частот 1,2 мкм.

Китайская команда разработала мощный перестраиваемый рамановский преобразователь с полосой пропускания 1,2 мкм.волоконный лазер

Лазерные источникиРаботающие в диапазоне 1,2 мкм имеют уникальные применения в фотодинамической терапии, биомедицинской диагностике и зондировании кислорода. Кроме того, их можно использовать в качестве источников накачки для параметрической генерации среднего инфракрасного света и для генерации видимого света за счет удвоения частоты. Лазеры диапазона 1,2 мкм были созданы с различнымитвердотельные лазеры, включаяполупроводниковые лазеры, алмазные рамановские лазеры и волоконные лазеры. Среди этих трех лазеров волоконный лазер обладает преимуществами простой конструкции, хорошего качества луча и гибкости работы, что делает его лучшим выбором для генерации лазера с полосой 1,2 мкм.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Пу Чжоу в Китае заинтересовалась мощными волоконными лазерами в диапазоне 1,2 мкм. Современное волокно высокой мощностилазерыВ основном это волоконные лазеры, легированные иттербием, в диапазоне 1 мкм, а максимальная выходная мощность в диапазоне 1,2 мкм ограничена уровнем 10 Вт. Их работа под названием «Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм» была опубликовано в журнале Frontiers ofОптоэлектроника.

ИНЖИР. 1: (а) Экспериментальная установка мощного перестраиваемого волоконного рамановского усилителя и (б) перестраиваемого случайного рамановского волоконного затравочного лазера в диапазоне 1,2 мкм. PDF: волокно, легированное фосфором; QBH: объемный кварц; WDM: мультиплексор с разделением по длине волны; SFS: суперфлуоресцентный волоконный источник света; P1: порт 1; P2: порт 2. P3: указывает на порт 3. Источник: Чжан Ян и др., Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Идея состоит в том, чтобы использовать эффект вынужденного комбинационного рассеяния света в пассивном волокне для генерации мощного лазера в диапазоне 1,2 мкм. Вынужденное комбинационное рассеяние — это нелинейный эффект третьего порядка, который преобразует фотоны в более длинные волны.

Рисунок 2: Перестраиваемые случайные выходные спектры RFL на длинах волн накачки (a) 1065–1074 нм и (b) 1077 нм (Δλ относится к ширине линии 3 дБ). Источник: Чжан Ян и др., Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Исследователи использовали эффект вынужденного комбинационного рассеяния света в волокне, легированном фосфором, для преобразования мощного волокна, легированного иттербием, с полосой 1 мкм в полосу 1,2 мкм. Рамановский сигнал мощностью до 735,8 Вт был получен на длине волны 1252,7 нм, что является самой высокой выходной мощностью волоконного лазера с диапазоном 1,2 мкм, зарегистрированным на сегодняшний день.

Рисунок 3: (а) Максимальная выходная мощность и нормированный выходной спектр на разных длинах волн сигнала. (б) Полный выходной спектр на разных длинах волн сигнала, в дБ (Δλ относится к ширине линии 3 дБ). Источник: Чжан Ян и др., Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Рис. :4: (а) Спектр и (б) характеристики изменения мощности мощного перестраиваемого рамановского волоконного усилителя при длине волны накачки 1074 нм. Источник: Чжан Ян и др., Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).