Китайская команда 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 источникиЛазеры, работающие 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 излучения и для генерации видимого света с удвоением частоты. Лазеры в диапазоне 1,2 мкм были созданы с различнымитвердотельные лазеры, включаяполупроводниковые лазеры, алмазные рамановские лазеры и волоконные лазеры. Среди этих трёх лазеров волоконный лазер обладает такими преимуществами, как простота конструкции, хорошее качество луча и гибкость эксплуатации, что делает его лучшим выбором для генерации лазеров с длиной волны 1,2 мкм.
В последнее время исследовательская группа под руководством профессора Пу Чжоу из Китая заинтересовалась мощными волоконными лазерами в диапазоне 1,2 мкм. В настоящее время используются мощные волоконные лазерылазерыВ 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) перестраиваемого случайного рамановского волоконного лазера на затравочном волокне в диапазоне 1,2 мкм. PDF: волокно, легированное фосфором; 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., Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Идея заключается в использовании эффекта вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в пассивном волокне для генерации мощного лазера в диапазоне длин волн 1,2 мкм. Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР) — это нелинейный эффект третьего порядка, преобразующий фотоны в более длинные волны.

Рисунок 2: Спектры выходного сигнала перестраиваемого случайного ВЧЛ на длинах волн накачки (а) 1065–1074 нм и (б) 1077 нм (Δλ соответствует ширине линии по уровню 3 дБ). Источник: Чжан Ян и др., Высокомощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне длин волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Исследователи использовали эффект вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в легированном фосфором волокне для преобразования мощного иттербиевого волокна из диапазона 1 мкм в диапазон 1,2 мкм. Был получен рамановский сигнал мощностью до 735,8 Вт на длине волны 1252,7 нм, что является максимальной выходной мощностью волоконного лазера с диапазоном 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 соответствует ширине линии 3 дБ). Источник: Чжан Ян и др., Высокомощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер в диапазоне длин волн 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Рисунок 4: (a) Спектр и (b) характеристики изменения мощности мощного перестраиваемого рамановского волоконного усилителя с длиной волны накачки 1074 нм. Источник: Чжан Ян и др., «Мощный перестраиваемый рамановский волоконный лазер с длиной волны 1,2 мкм», Frontiers of Optoelectronics (2024)