Atılım! Dünyanın en yüksek gücü 3 μm orta kızılötesifemtosaniye fiber lazer
Fiber lazerOrta kızılötesi lazer çıkışı elde etmek için ilk adım uygun fiber matris malzemesini seçmektir. Yakın kızılötesi fiber lazerlerde kuvars cam matrisi, çok düşük iletim kaybı, güvenilir mekanik mukavemeti ve mükemmel stabilitesi ile en yaygın fiber matris malzemesidir. Ancak fonon enerjisinin yüksek olması (1150 cm-1) nedeniyle kuvars lifi orta kızılötesi lazer iletimi için kullanılamamaktadır. Orta kızılötesi lazerin düşük kayıplı iletimini sağlamak için, sülfür cam matrisi veya florür cam matrisi gibi daha düşük fonon enerjisine sahip diğer fiber matris malzemelerini yeniden seçmemiz gerekir. Sülfür fiber en düşük fonon enerjisine sahiptir (yaklaşık 350 cm-1), ancak doping konsantrasyonunun arttırılamaması sorunu vardır, dolayısıyla orta kızılötesi lazer üretmek için kazanç fiberi olarak kullanıma uygun değildir. Florür cam substrat, sülfit cam substrattan biraz daha yüksek bir fonon enerjisine (550 cm-1) sahip olmasına rağmen, dalga boyları 4 μm'den az olan orta kızılötesi lazerler için de düşük kayıplı iletim sağlayabilir. Daha da önemlisi, florür cam substratı, orta kızılötesi lazer üretimi için gereken kazancı sağlayabilen yüksek bir nadir toprak iyonu katkı konsantrasyonuna ulaşabilir; örneğin, Er3+ için en olgun florür ZBLAN fiberi, 10 mol'e kadar. Bu nedenle florür cam matrisi orta kızılötesi fiber lazerler için en uygun fiber matris malzemesidir.
Yakın zamanda, Shenzhen Üniversitesi'nden Profesör Ruan Shuangchen ve Profesör Guo Chunyu'dan oluşan ekip, yüksek güçlü bir femtosaniye geliştirdi.darbe fiber lazer2,8μm mod kilitli Er:ZBLAN fiber osilatör, tek modlu Er:ZBLAN fiber ön amplifikatör ve geniş modlu alan Er:ZBLAN fiber ana amplifikatörden oluşur.
Araştırma grubumuzun polarizasyon durumu ve sayısal simülasyon çalışması ile kontrol edilen orta kızılötesi ultra kısa darbenin kendi kendini sıkıştırma ve yükseltme teorisine dayanarak, geniş modlu optik fiberin doğrusal olmayan bastırma ve mod kontrol yöntemleri, aktif soğutma teknolojisi ve amplifikasyon ile birleştirilmiştir. Çift uçlu pompa yapısı sayesinde sistem, ortalama 8,12W güç ve 148 fs darbe genişliği ile 2,8μm ultra kısa darbe çıkışı elde eder. Bu araştırma grubunun elde ettiği en yüksek ortalama güce ilişkin uluslararası rekor daha da yenilendi.
Şekil 1 Er:ZBLAN fiber lazerin MOPA yapısına dayalı yapı diyagramı
Yapısıfemtosaniye lazersistem Şekil 1'de gösterilmektedir. 3,1 m uzunluğunda tek modlu çift kaplı Er:ZBLAN fiber, ön yükselticide kazanç fiberi olarak %7 mol katkı konsantrasyonu ve 15 μm çekirdek çapı ile kullanıldı (NA = 0.12). Ana amplifikatörde, kazanç fiberi olarak %6 mol. katkı konsantrasyonuna ve 30 μm çekirdek çapına (NA = 0.12) sahip, 4 m uzunluğunda çift kaplı geniş modlu bir alan Er:ZBLAN fiber kullanıldı. Daha büyük çekirdek çapı, kazanç fiberinin daha düşük doğrusal olmayan katsayıya sahip olmasını ve daha yüksek tepe gücüne ve daha büyük darbe enerjisinin darbe çıkışına dayanabilmesini sağlar. Kazanç fiberinin her iki ucu da AlF3 terminal kapağına birleştirilir.
Gönderim zamanı: Şubat-19-2024