Terobosan! Daya paling dhuwur ing donya 3 μm mid-infrared femtosecond serat laser

Terobosan! Daya paling dhuwur ing donya 3 μm mid-infraredlaser serat femtosecond

Serat laserkanggo entuk output laser inframerah tengah, langkah pisanan yaiku milih materi matriks serat sing cocog. Ing laser serat inframerah cedhak, matriks kaca kuarsa minangka bahan matriks serat sing paling umum kanthi mundhut transmisi sing sithik, kekuatan mekanik sing dipercaya lan stabilitas sing apik. Nanging, amarga energi fonon dhuwur (1150 cm-1), serat kuarsa ora bisa digunakake kanggo transmisi laser infra merah tengah. Kanggo entuk transmisi laser infra merah agêng sing kurang, kita kudu milih bahan matriks serat liyane kanthi energi fonon sing luwih murah, kayata matriks kaca sulfida utawa matriks kaca fluorida. Serat sulfida nduweni energi fonon sing paling murah (kira-kira 350 cm-1), nanging duwe masalah yen konsentrasi doping ora bisa ditambah, mula ora cocog kanggo digunakake minangka serat gain kanggo ngasilake laser infra merah tengah. Senadyan substrat kaca fluoride nduweni energi fonon sing rada dhuwur (550 cm-1) tinimbang substrat kaca sulfida, nanging uga bisa entuk transmisi kurang mundhut kanggo laser infra merah tengah kanthi dawa gelombang kurang saka 4 μm. Luwih penting, substrat kaca fluoride bisa entuk konsentrasi doping ion bumi langka sing dhuwur, sing bisa nyedhiyakake gain sing dibutuhake kanggo generasi laser infra merah tengah, contone, serat ZBLAN fluoride sing paling diwasa kanggo Er3 + wis bisa entuk konsentrasi doping saka iki 10 mol. Mulane, matriks kaca fluoride minangka bahan matriks serat sing paling cocok kanggo laser serat inframerah tengah.

Bubar, tim Profesor Ruan Shuangchen lan Profesor Guo Chunyu ing Universitas Shenzhen ngembangake femtosecond daya dhuwur.laser serat pulsakasusun saka 2.8μm mode-dikunci Er: ZBLAN serat osilator, siji-mode Er: ZBLAN serat preamplifier lan gedhe-mode lapangan Er: ZBLAN serat amplifier utama.
Adhedhasar téori komprèsi lan amplifikasi diri saka pulsa ultra-short inframerah agêng sing dikontrol dening negara polarisasi lan karya simulasi numerik saka klompok riset kita, digabungake karo panindhesan nonlinear lan cara kontrol mode serat optik mode gedhe, teknologi pendinginan aktif lan amplifikasi struktur pump pindho rampung, sistem entuk 2.8μm Ultra-short output pulsa karo daya rata-rata 8.12W lan jembaré pulsa 148 fs. Rekor internasional babagan daya rata-rata paling dhuwur sing digayuh dening klompok riset iki luwih seger.

Gambar 1 Struktur diagram Er: ZBLAN serat laser adhedhasar struktur MOPA
Struktur sakalaser femtosecondsistem ditampilake ing Figure 1. Single-mode pindho klambi Er: serat ZBLAN dawa 3,1 m digunakake minangka serat gain ing preamplifier karo konsentrasi doping 7 mol.% lan diameteripun inti saka 15 μm (NA = 0.12). Ing amplifier utama, lapangan mode gedhe klambi pindho Er: serat ZBLAN kanthi dawa 4 m digunakake minangka serat gain kanthi konsentrasi doping 6 mol.% lan diameter inti 30 μm (NA = 0,12). Dhiameter inti sing luwih gedhe ndadekake serat gain duwe koefisien nonlinear sing luwih murah lan bisa tahan daya puncak sing luwih dhuwur lan output pulsa energi pulsa sing luwih gedhe. Loro-lorone ujung serat gain disambungake menyang tutup terminal AlF3.