Sıçrayış! Dünyanın ən yüksək gücü 3 μm orta infraqırmızıfemtosaniyə fiber lazer
Fiber lazerorta infraqırmızı lazer çıxışına nail olmaq üçün ilk addım müvafiq lif matris materialını seçməkdir. Yaxın infraqırmızı lifli lazerlərdə kvars şüşə matrisi çox aşağı ötürmə itkisi, etibarlı mexaniki möhkəmlik və əla sabitliyə malik ən çox yayılmış lif matrisi materialıdır. Bununla belə, yüksək fonon enerjisi (1150 sm-1) səbəbindən kvars lifi orta infraqırmızı lazer ötürülməsi üçün istifadə edilə bilməz. Orta infraqırmızı lazerin aşağı itkili ötürülməsinə nail olmaq üçün biz sulfid şüşə matrisi və ya flüorid şüşə matrisi kimi daha aşağı fonon enerjisi olan digər lif matrisi materiallarını yenidən seçməliyik. Sulfid lifi ən aşağı fonon enerjisinə malikdir (təxminən 350 sm-1), lakin onun problemi var ki, dopinq konsentrasiyası artırıla bilməz, buna görə də orta infraqırmızı lazer yaratmaq üçün qazanc lifi kimi istifadə üçün uyğun deyil. Ftorid şüşə substratı sulfid şüşə substratdan bir qədər yüksək fonon enerjisinə (550 sm-1) malik olsa da, dalğa uzunluğu 4 mkm-dən az olan orta infraqırmızı lazerlər üçün aşağı itkili ötürülməyə də nail ola bilər. Daha da əhəmiyyətlisi, florid şüşə substratı orta infraqırmızı lazer istehsalı üçün tələb olunan qazancı təmin edə bilən yüksək nadir torpaq ionunun dopinq konsentrasiyasına nail ola bilər, məsələn, Er3+ üçün ən yetkin flüorid ZBLAN lifi dopinq konsentrasiyasına nail ola bilmişdir. 10 mol qədər. Buna görə də, fluorid şüşə matrisi orta infraqırmızı fiber lazerlər üçün ən uyğun lif matrisi materialıdır.
Bu yaxınlarda Shenzhen Universitetində professor Ruan Shuangchen və professor Guo Chunyu komandası yüksək güclü femtosaniyə inkişaf etdirdi.pulse fiber lazer2.8μm rejimdə kilidlənmiş Er:ZBLAN lifli osilator, tək rejimli Er:ZBLAN fiber ön gücləndirici və böyük rejimli sahə Er:ZBLAN lif əsas gücləndiricidən ibarətdir.
Qütbləşmə vəziyyəti ilə idarə olunan orta infraqırmızı ultra-qısa nəbzin özünü sıxma və gücləndirmə nəzəriyyəsinə və böyük rejimli optik lifin qeyri-xətti bastırma və rejimə nəzarət üsulları, aktiv soyutma texnologiyası və gücləndirmə ilə birlikdə tədqiqat qrupumuzun ədədi simulyasiya işi əsasında ikitərəfli nasosun strukturu ilə sistem orta gücü 8,12W və nəbz eni 148 fs olan 2,8μm ultra-qısa nəbz çıxışı əldə edir. Bu tədqiqat qrupunun əldə etdiyi ən yüksək orta gücün beynəlxalq rekordu daha da yeniləndi.
Şəkil 1 MOPA strukturuna əsaslanan Er:ZBLAN fiber lazerinin struktur diaqramı
strukturufemtosaniyə lazersistem Şəkil 1-də göstərilmişdir. 3,1 m uzunluğunda tək rejimli ikiqat örtüklü Er:ZBLAN lifi 7 mol.% dopinq konsentrasiyası və 15 μm nüvə diametri ilə gücləndiricidə qazanc lifi kimi istifadə edilmişdir (NA = 0.12). Əsas gücləndiricidə dopinq konsentrasiyası 6 mol.% və nüvənin diametri 30 μm (NA = 0,12) olan qazanc lifi kimi uzunluğu 4 m olan ikiqat örtüklü böyük rejimli Er:ZBLAN lifindən istifadə edilmişdir. Daha böyük nüvə diametri qazanc lifini daha aşağı qeyri-xətti əmsala malikdir və daha yüksək pik gücə və daha böyük nəbz enerjisinin nəbz çıxışına tab gətirə bilər. Qazanc lifinin hər iki ucu AlF3 terminal qapağına birləşdirilir.
Göndərmə vaxtı: 19 fevral 2024-cü il