Preboj! Najvišja svetovna moč 3 μm srednjega infrardečega femtosekundnega laserja

Preboj! Najvišja svetovna moč 3 μm srednjega infrardečegalaser femtosekundnih vlaken

Laser vlakenZa doseganje srednjega infrardečega laserskega izhoda je prvi korak izbrati ustrezen material matrice vlaken. V laserjih, ki so skoraj infrardeči vlakni, je kremenčeva steklena matrica najpogostejši material matriksa vlaken z zelo nizko izgubo prenosa, zanesljiva mehanska trdnost in odlično stabilnostjo. Vendar zaradi visoke fononske energije (1150 cm-1) kremenčevo vlakno ni mogoče uporabiti za srednje infrardeče laserske menjave. Da bi dosegli nizko izgubo laserja srednjega infrardečega, moramo ponovno izbrati druge matrične materiale z vlakninami z nižjo fononsko energijo, kot je sulfidna steklena matrika ali fluoridna steklena matrika. Sulfidna vlakna ima najnižjo fononsko energijo (približno 350 cm-1), vendar ima težavo, da koncentracije dopinga ni mogoče povečati, zato ni primeren za uporabo kot pridobitveno vlakno za ustvarjanje srednjega infrardečega laserja. Čeprav ima fluoridni stekleni substrat nekoliko višjo fononsko energijo (550 cm-1) kot sulfidni stekleni substrat, lahko doseže tudi niz z nizko izgubo za srednje infrardeče laserje z valovnimi dolžinami, manjšimi od 4 μm. Še pomembneje pa je, da lahko fluoridni stekleni substrat doseže visoko koncentracijo dopinga z redkim zemeljskim ionom, ki lahko zagotovi dobiček, potreben za srednjo infrardečo lasersko nastajanje, na primer najbolj zrela fluoridna zblan vlakna za ER3+ lahko doseže doping koncentracijo do 10 mol. Zato je fluoridna steklena matrica najprimernejši material iz vlaknin za laserje srednjega infrardečega vlaken.

Pred kratkim sta ekipa profesorja Ruana Shuangchena in profesorja Guo Chunyu na univerzi Shenzhen razvila femtosekund z visoko močjoLaser pulznih vlakenSestavljen iz 2,8 μm zaklenjenega načina: ZBLAN vlakna Oscilator, en način ER: Zblan vlakna predojačevalnik in polje z velikim načinom ER: Zblan Fiber Glavni ojačevalnik.
Na podlagi teorije samo-kompresije in ojačanja srednje-infrardečega ultra kratkega impulza, ki ga nadzira polarizacijski stanju, in numerično simulacijsko delo naše raziskovalne skupine, v kombinaciji z nelinearnimi metodami zatiranja in načina nadzora v velikem načinu optičnega vlakna, aktivno hladilno tehnologijo in amplifikacijsko strukturo dvojne črpalke in povprečno močjo, ki ima povprečno moč, s povprečnim izhodom ultra-širine s pomočjo 2,8 μm ultra-širine, s pomočjo povprečne impulzne impulze, ki jih je mogoče ultra, ki je v moči. Mednarodni zapis najvišje povprečne moči, ki jo je dosegla ta raziskovalna skupina, je bil še osvežen.

Slika 1 Strukturni diagram ER: Zblan Laser Laser, ki temelji na strukturi MOPA
StrukturaFemtosekundni laserSistem je prikazan na sliki 1. Eno-mode dvojno obložen ER: Zblan vlakna dolžine 3,1 m smo uporabili kot pridobitveno vlakno v predojačevalniku s koncentracijo dopinga 7 mol.% in premer jedra 15 μm (Na = 0,12). V glavnem ojačevalniku smo kot dopinško koncentracijo 6 mol in premera jedra 30 μM (Na = 0,12) uporabili dvojno obložno poljsko polje z velikim načinom: zblan vlakna z dolžino 4 m s koncentracijo dopinga 6 mol. Večji premer jedra ima dobiček z nižjim nelinearnim koeficientom in lahko prenese večjo največjo moč in impulzno proizvodnjo večje impulzne energije. Oba konca pridobitvenega vlakna sta zlivana na končni pokrov Alf3.