Läpimurto! Maailman korkein voima 3 μm keskipitkällä infrapuna femtosekunnin kuitulaserilla

Läpimurto! Maailman korkein teho 3 μm puolivälissäfemtosekunnin kuitulaser

KuitulaserKeski-infrapunalaserulähdön saavuttamiseksi ensimmäinen vaihe on valita sopiva kuitumatriisimateriaali. Lähi-infrapunakuitulasereissa kvartsilasimatriisi on yleisin kuitumatriisimateriaali, jolla on erittäin alhainen siirtohäviö, luotettava mekaaninen lujuus ja erinomainen stabiilisuus. Korkean fononenergian (1150 cm-1) takia kvartsikuitua ei kuitenkaan voida käyttää infrapunalasersiirtoon. Keskipitkän infrapunalaserin alhaisen häviösiirron saavuttamiseksi meidän on valittava muut kuitumatriisimateriaalit uudelleen alhaisemmalla fononienergialla, kuten sulfidilasimatriisi tai fluoridilasimatriisi. Sulfidikuitulla on alhaisin fononienergia (noin 350 cm-1), mutta se on ongelma, että dopingpitoisuutta ei voida lisätä, joten se ei sovellu käytettäväksi voittokuiduna keskikohdan infrapunasäiliön tuottamiseksi. Vaikka fluoridilasisubstraatilla on hiukan korkeampi fononienergia (550 cm-1) kuin sulfidilasisubstraatti, se voi myös saavuttaa alhaisen tappionsiirron keskipitkällä infrapunalasereilla, joiden aallonpituudet ovat alle 4 μm. Vielä tärkeämpää on, että fluoridilasisubstraatti voi saavuttaa korkean harvinaisen maa-ioni-dopingpitoisuuden, joka voi tarjota infrapuna-laser-generointiin tarvittavan vahvistuksen, esimerkiksi ER3+: n kypsimmän fluoridi-ZBLAN-kuidun, on kyennyt saavuttamaan jopa 10 mol. Siksi fluoridilasimatriisi on sopivin kuitumatriisimateriaali keskipitkän kuitulasereille.

Äskettäin professori Ruan Shuangchenin ja Shenzhenin yliopiston professori Guo Chunyun ryhmä kehitti suuritehoisen femtosekunninpulssikuitulaserKoostuu 2,8 μm: n moodin lukitusta ER: zblan-kuituoskillaattorista, yksimuotoisesta ER: zblan-kuituvahvistin ja suuren moodin kenttä ER: Zblan-kuitupäävahvistin.
Perustuen keskimääräisen infrapuna-ultra-lyhyen pulssin itsekompressio- ja monistusteoriaan, jota ohjataan tutkimusryhmämme polarisaatiotilan ja numeerisen simulointityön avulla, yhdistettynä suuren moodin optisen kuidun, aktiivisen jäähdytystekniikan ja kaksinkertaisen pumpun monistusrakenteen, järjestelmän keskimääräisen voiman ja A-PULSE-PULSE-PULSE-PULSE-PULSE-PULSE-TEKNIIVISEN TEKNIIVALMISTEEN ja PULSE-PULSE-TEKNIIDEN PULSE-TEKNIIKAAN ja A-PULSE-PULSE-TEKNIIDEN PULLES-PULUMENETTEEN Tämän tutkimusryhmän saavuttamasta korkeimmasta keskimääräisestä voimasta päivitettiin edelleen.

Kuva 1 ER: n rakennekaavio: Zblan -kuitulaser, joka perustuu MOPA -rakenteeseen
Rakennefemtosekunnin laserJärjestelmä on esitetty kuvassa 1. Yhden moodin kaksoisverhoiltu ER: zblan-kuitu, jonka pituus oli 3,1 m, käytettiin vahvistuskuiduna esivahvistimessa, jonka seosinpitoisuus oli 7 mol.% ja ytimen halkaisija 15 μm (Na = 0,12). Päävahvistimessa käytettiin kaksoisverkkoa suuren moodin kentän ER: zblan -kuitua, jonka pituus oli 4 m, vahvistuskuiduna, jonka seosinpitoisuus oli 6 mol.% Ja ytimen halkaisija 30 μm (Na = 0,12). Suurempi ytimen halkaisija tekee vahvistuskuidusta alhaisemmat epälineaariset kertoimet ja se kestää suuremman pulssienergian suuremman piikkitehon ja pulssin tuotannon. Vahvistuskuidun molemmat päät sulatetaan ALF3 -päätekorkille.