Китайская группа разработала мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер с диапазоном 1,2 мкм

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

Лазерные источникиРаботающие в диапазоне 1,2 мкм имеют уникальные применения в фотодинамической терапии, биомедицинской диагностике и кислородном зондировании. Кроме того, их можно использовать в качестве источников накачки для параметрической генерации среднего инфракрасного света и для генерации видимого света путем удвоения частоты. Лазеры в диапазоне 1,2 мкм были получены с различнымитвердотельные лазеры, включаяполупроводниковые лазеры, алмазные рамановские лазеры и волоконные лазеры. Среди этих трех лазеров волоконный лазер имеет такие преимущества, как простая структура, хорошее качество луча и гибкость эксплуатации, что делает его лучшим выбором для генерации лазера с диапазоном 1,2 мкм.
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Пу Чжоу в Китае заинтересовалась высокомощными волоконными лазерами в диапазоне 1,2 мкм. Текущее высокомощное волокнолазерыв 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 1,2 мкм» была опубликована в журнале Frontiers ofОптоэлектроника.

РИС. 1: (a) Экспериментальная установка мощного перестраиваемого рамановского волоконного усилителя и (b) перестраиваемый случайный рамановский волоконный затравочный лазер в диапазоне 1,2 мкм. PDF: легированное фосфором волокно; QBH: кварцевый массив; WDM: мультиплексор с разделением по длине волны; SFS: суперфлуоресцентный волоконный источник света; P1: порт 1; P2: порт 2. P3: обозначает порт 3. Источник: Чжан Ян и др., Высокомощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Идея заключается в использовании эффекта вынужденного комбинационного рассеяния 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: Настраиваемые 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., Высокомощный настраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Исследователи использовали эффект стимулированного комбинационного рассеяния в легированном фосфором волокне для преобразования мощного легированного иттербием волокна в диапазоне 1 мкм в диапазон 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 в диапазоне 1,2 мкм, зарегистрированной на сегодняшний день.

Рисунок 3: (a) Максимальная выходная мощность и нормализованный выходной спектр при различных длинах волн сигнала. (b) Полный выходной спектр при различных длинах волн сигнала, в дБ (Δλ относится к ширине линии 3 дБ). Источник: Чжан Ян и др., Высокомощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Рисунок :4: (a) Спектр и (b) характеристики изменения мощности мощного настраиваемого рамановского волоконного усилителя на длине волны накачки 1074 нм. Источник: Чжан Ян и др., Мощный настраиваемый рамановский волоконный лазер на длине волны 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024)