Китайская команда разработала мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне 1,2 мкм.

Китайская команда разработала мощный перестраиваемый рамановский детектор в диапазоне 1,2 мкм.волоконный лазер

лазерные источникиЛазеры, работающие в диапазоне 1,2 мкм, имеют ряд уникальных применений в фотодинамической терапии, биомедицинской диагностике и определении уровня кислорода. Кроме того, они могут использоваться в качестве источников накачки для параметрической генерации среднеинфракрасного света и для генерации видимого света путем удвоения частоты. Лазеры в диапазоне 1,2 мкм были получены с использованием различных технологий.твердотельные лазеры, включаяполупроводниковые лазерыСреди этих трех типов лазеров волоконный лазер обладает преимуществами простой конструкции, хорошего качества луча и гибкости в работе, что делает его лучшим выбором для генерации лазерного излучения в диапазоне 1,2 мкм.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Пу Чжоу в Китае проявила интерес к мощным волоконным лазерам в диапазоне 1,2 мкм. Существующие мощные волоконные лазеры...лазерыВ основном это волоконные лазеры с легированием 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 1,2 мкм» была опубликована в журнале Frontiers ofОптоэлектроника.

РИС. 1: (а) Экспериментальная установка мощного перестраиваемого рамановского волоконного усилителя и (б) перестраиваемого случайного рамановского волоконного лазера-затравки в диапазоне 1,2 мкм. PDF: легированное фосфором волокно; QBH: объемный кварц; WDM: мультиплексор с разделением по длинам волн; SFS: сверхфлуоресцентный волоконный источник света; P1: порт 1; P2: порт 2. P3: обозначает порт 3. Источник: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Идея заключается в использовании эффекта стимулированного рамановского рассеяния в пассивном волокне для генерации мощного лазера в диапазоне 1,2 мкм. Стимулированное рамановское рассеяние — это нелинейный эффект третьего порядка, который преобразует фотоны в более длинные волны.

Рисунок 2: Спектры выходного сигнала настраиваемого случайного рамановского волоконного лазера на длинах волн накачки (а) 1065–1074 нм и (б) 1077 нм (Δλ обозначает ширину линии 3 дБ). Источник: Чжан Ян и др., Мощный настраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне длин волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Исследователи использовали эффект стимулированного рамановского рассеяния в легированном фосфором волокне для преобразования мощного иттербиевого легированного волокна в диапазоне 1 мкм в диапазон 1,2 мкм. Был получен рамановский сигнал мощностью до 735,8 Вт на длине волны 1252,7 нм, что является самой высокой выходной мощностью волоконного лазера в диапазоне 1,2 мкм, зарегистрированной на сегодняшний день.

Рисунок 3: (a) Максимальная выходная мощность и нормированный спектр выходного сигнала при различных длинах волн сигнала. (b) Полный спектр выходного сигнала при различных длинах волн сигнала, в дБ (Δλ обозначает ширину линии 3 дБ). Источник: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Рисунок 4: (a) Спектральные характеристики и (b) 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 длин волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024)