Sıçrayış! Dünyanın ən yüksək gücü 3 μm orta infraqırmızıfemtosaniyə lifli lazer
Lif lazerOrta infraqırmızı lazer çıxışına nail olmaq üçün ilk addım uyğun lif matris materialını seçməkdir. Yaxın infraqırmızı lif lazerlərində kvars şüşə matris çox aşağı ötürmə itkisi, etibarlı mexaniki möhkəmlik və əla stabilliyə malik ən çox yayılmış lif matris materialıdır. Lakin, yüksək fonon enerjisi (1150 sm-1) səbəbindən kvars lifi orta infraqırmızı lazer ötürülməsi üçün istifadə edilə bilməz. Orta infraqırmızı lazerin aşağı itki ötürülməsinə nail olmaq üçün sulfid şüşə matris və ya flüorid şüşə matris kimi daha aşağı fonon enerjisinə malik digər lif matris materiallarını yenidən seçməliyik. Sulfid lifi ən aşağı fonon enerjisinə malikdir (təxminən 350 sm-1), lakin dopinq konsentrasiyasının artırıla bilməməsi problemi var, buna görə də orta infraqırmızı lazer yaratmaq üçün qazanc lifi kimi istifadə üçün uyğun deyil. Flüorid şüşə substratı sulfid şüşə substratından bir qədər yüksək fonon enerjisinə (550 sm-1) malik olsa da, dalğa uzunluğu 4 μm-dən az olan orta infraqırmızı lazerlər üçün də aşağı itki ötürülməsinə nail ola bilər. Daha da əhəmiyyətlisi, flüorid şüşə substratı yüksək nadir torpaq ionlarının dopinq konsentrasiyasına nail ola bilər ki, bu da orta infraqırmızı lazer generasiyası üçün tələb olunan qazancı təmin edə bilər, məsələn, Er3+ üçün ən yetkin flüorid ZBLAN lifi 10 mol-a qədər dopinq konsentrasiyasına nail ola bilmişdir. Buna görə də, flüorid şüşə matrisi orta infraqırmızı lif lazerləri üçün ən uyğun lif matrisi materialıdır.
Bu yaxınlarda Şençjen Universitetində professor Ruan Şuançen və professor Quo Çunyudan ibarət komanda yüksək güclü femtosaniyə hazırladı.impuls lifli lazer2.8μm rejim kilidli Er:ZBLAN lif osilatorundan, tək rejimli Er:ZBLAN lif ön gücləndiricisindən və böyük rejimli sahəli Er:ZBLAN lif əsas gücləndiricisindən ibarətdir.
Tədqiqat qrupumuzun polyarizasiya vəziyyəti ilə idarə olunan orta infraqırmızı ultra qısa impulsun özünü sıxma və gücləndirmə nəzəriyyəsinə və ədədi simulyasiya işinə, böyük rejimli optik lifin qeyri-xətti basqılama və rejim idarəetmə metodlarına, aktiv soyutma texnologiyasına və iki uclu nasosun gücləndirmə strukturuna əsaslanaraq, sistem orta gücü 8,12 Vt və impuls eni 148 f/s olan 2,8 μm ultra qısa impuls çıxışı əldə edir. Bu tədqiqat qrupu tərəfindən əldə edilən ən yüksək orta gücün beynəlxalq rekordu daha da yeniləndi.
Şəkil 1 MOPA strukturuna əsaslanan Er:ZBLAN lifli lazerinin struktur diaqramı
Quruluşufemtosaniyə lazeriSistem Şəkil 1-də göstərilmişdir. Ön gücləndiricidə 7 mol.% aşqarlama konsentrasiyası və 15 μm nüvə diametri (NA = 0.12) olan gücləndirici lifi kimi 3.1 m uzunluğunda tək modlu ikiqat örtüklü Er:ZBLAN lifi istifadə edilmişdir. Əsas gücləndiricidə, 6 mol.% aşqarlama konsentrasiyası və 30 μm nüvə diametri (NA = 0.12) olan gücləndirici lifi kimi 4 m uzunluğunda ikiqat örtüklü böyük mod sahəsi Er:ZBLAN lifi istifadə edilmişdir. Daha böyük nüvə diametri gücləndirici lifinin daha aşağı qeyri-xətti əmsalına malik olmasını və daha yüksək pik gücünə və daha böyük impuls enerjisinin impuls çıxışına tab gətirməsini təmin edir. Gücləndirici lifinin hər iki ucu AlF3 terminal qapağına birləşdirilmişdir.
Yayımlanma vaxtı: 19 Fevral 2024