Terobosan! kakuatan pangluhurna di dunya 3 μm pertengahan infra red femtosecond serat laser

Terobosan! Kakuatan pangluhurna di dunya 3 μm mid-infra redfemtosecond serat laser

Serat laserPikeun ngahontal kaluaran laser pertengahan infra red, lengkah kahiji nya éta milih bahan serat matrix luyu. Dina laser serat infra-beureum caket, matriks kaca quartz mangrupikeun bahan matriks serat anu paling umum kalayan leungitna transmisi anu rendah, kakuatan mékanis anu dipercaya sareng stabilitas anu saé. Nanging, kusabab énergi fonon anu luhur (1150 cm-1), serat quartz henteu tiasa dianggo pikeun pangiriman laser infra red pertengahan. Dina raraga ngahontal transmisi leungitna low laser pertengahan infra red, urang kudu ulang milih bahan serat matrix lianna kalayan énergi phonon handap, kayaning matrix kaca sulfida atawa matrix kaca fluorida. Serat sulfida boga énergi phonon panghandapna (kira 350 cm-1), tapi boga masalah nu konsentrasi doping teu bisa ngaronjat, jadi teu cocog pikeun pamakéan salaku serat gain keur ngahasilkeun laser pertengahan infra red. Sanajan substrat kaca fluorida boga énergi fonon rada luhur (550 cm-1) ti substrat kaca sulfida, éta ogé bisa ngahontal transmisi low-rugi pikeun lasers pertengahan infra red kalawan panjang gelombang kirang ti 4 μm. Langkung pentingna, substrat kaca fluorida tiasa ngahontal konsentrasi doping ion bumi jarang anu luhur, anu tiasa nyayogikeun kauntungan anu dipikabutuh pikeun generasi laser infra red pertengahan, contona, serat ZBLAN fluorida anu paling dewasa pikeun Er3 + parantos tiasa ngahontal konsentrasi doping tina nepi ka 10 mol. Ku alatan éta, matriks kaca fluorida nyaéta bahan matriks serat anu paling cocog pikeun laser serat infra red pertengahan.

Anyar-anyar ieu, tim Profesor Ruan Shuangchen sareng Profesor Guo Chunyu di Universitas Shenzhen ngembangkeun femtosecond kakuatan tinggi.laser serat pulsadiwangun ku 2.8μm mode-dikonci Er: ZBLAN serat osilator, single-mode Er: ZBLAN serat preamplifier jeung badag-mode widang Er: serat ZBLAN panguat utama.
Dumasar kana téori timer komprési jeung amplifikasi tina pertengahan infra red pulsa ultra-pondok dikawasa ku kaayaan polarisasi jeung karya simulasi numeris grup panalungtikan urang, digabungkeun jeung nonlinier suprési jeung métode kontrol mode serat optik badag-mode, téhnologi cooling aktip tur Gedekeun. Struktur pompa ganda-réngsé, sistem meunangkeun kaluaran pulsa ultra-pondok 2.8μm kalawan kakuatan rata-rata 8.12W sarta rubak pulsa 148 fs. Rékor internasional ngeunaan kakuatan rata-rata pangluhurna anu dihontal ku kelompok panaliti ieu langkung disegerkeun.

Gambar 1 Struktur diagram Er: ZBLAN serat laser dumasar kana struktur MOPA
Struktur tinalaser femtosecondSistim ieu ditémbongkeun dina Gambar 1. Single-mode ganda-clad Er: serat ZBLAN panjangna 3,1 m ieu dipaké salaku serat gain dina preamplifier kalawan konsentrasi doping of 7 mol.% sarta diaméter inti 15 μm (NA = 0.12). Dina panguat utama, hiji clad ganda mode badag widang Er: serat ZBLAN kalayan panjang 4 m ieu dipaké salaku serat gain kalawan konsentrasi doping 6 mol.% sarta diaméter inti 30 μm (NA = 0.12). Diaméter inti gedé ngajadikeun serat gain boga koefisien nonlinier handap sarta bisa tahan kakuatan puncak luhur sarta kaluaran pulsa énergi pulsa nu leuwih gede. Kadua tungtung serat gain dihijikeun kana tutup terminal AlF3.