Ρήγμα! Η υψηλότερη ισχύς στον κόσμο 3 μm μεσαία υπέρυθρη ακτινοβολία λέιζερ ινών

Ρήγμα! Η υψηλότερη ισχύς στον κόσμο 3 μm μεσαία υπέρυθρηλέιζερ ινών femtosecond

Λέιζερ ινώνΓια να επιτευχθεί η έξοδος λέιζερ μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, το πρώτο βήμα είναι να επιλέξετε το κατάλληλο υλικό μήτρας ινών. Σε λέιζερ ινών εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας, η γυάλινη μήτρα χαλαζία είναι το πιο κοινό υλικό μήτρας ινών με πολύ χαμηλή απώλεια μετάδοσης, αξιόπιστη μηχανική αντοχή και εξαιρετική σταθερότητα. Ωστόσο, λόγω της ενέργειας υψηλής φωνής (1150 cm-1), η ίνα χαλαζία δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μετάδοση λέιζερ μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας. Προκειμένου να επιτευχθούν χαμηλή μετάδοση απώλειας του λέιζερ μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, πρέπει να επιλέξουμε ξανά άλλα υλικά μήτρας ινών με χαμηλότερη ενέργεια φωνονίου, όπως πλέγμα γυαλιού σουλφιδίου ή γυάλινη μήτρα φθορίου. Οι ίνες σουλφιδίου έχει τη χαμηλότερη ενέργεια φωνητικού (περίπου 350 cm-1), αλλά έχει το πρόβλημα ότι η συγκέντρωση ντόπινγκ δεν μπορεί να αυξηθεί, οπότε δεν είναι κατάλληλο για χρήση ως ινών κέρδους για τη δημιουργία μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας. Αν και το υπόστρωμα γυαλιού φθορίου έχει ελαφρώς υψηλότερη ενέργεια φωνονίου (550 cm-1) από το υπόστρωμα γυαλιού σουλφιδίου, μπορεί επίσης να επιτύχει μετάδοση χαμηλής απώλειας για λέιζερ μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας με μήκη κύματος μικρότερα από 4 μm. Το πιο σημαντικό είναι ότι το υπόστρωμα γυαλιού φθορίου μπορεί να επιτύχει μια υψηλή συγκέντρωση ντόπινγκ ιόντων σπάνιων γαιών, η οποία μπορεί να παρέχει το κέρδος που απαιτείται για την παραγωγή μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας, για παράδειγμα, η πιο ώριμη ίνα φθοριούχου zblan για ER3+ ήταν σε θέση να επιτύχει συγκέντρωση ντόπινγκ μέχρι 10 mol. Ως εκ τούτου, η γυάλινη μήτρα φθορίου είναι το πιο κατάλληλο υλικό μήτρας ινών για λέιζερ ινών μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας.

Πρόσφατα, η ομάδα του καθηγητή Ruan Shuangchen και του καθηγητή Guo Chunyu στο Πανεπιστήμιο Shenzhen ανέπτυξε ένα femtosecond υψηλής ισχύοςλέιζερ παλμούΑποτελείται από 2,8μm Mode-Locked ER: ταλαντωτή ινών ZBLAN, μονής λειτουργίας ER: προενισχυτή ινών ZBLAN και πεδίο μεγάλης λειτουργίας ER: Κύριος ενισχυτής ινών ZBLAN.
Με βάση τη θεωρία αυτο-συμπίεσης και ενίσχυσης του παλμού μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας που ελέγχεται από την κατάσταση πόλωσης και την αριθμητική προσομοίωση της ερευνητικής μας ομάδας, σε συνδυασμό με τη μη γραμμική καταστολή και τις μεθόδους ελέγχου λειτουργίας του μεγάλου τρόπου οπτικής ίνας, της ενεργού τεχνολογίας ψύξης και της δομής ενίσχυσης της διπλής αντλίας, το σύστημα αποκτάται 2,8 μm υπερ-τάξης παλμού. Το διεθνές αρχείο της υψηλότερης μέσης ισχύος που επιτεύχθηκε από αυτή την ερευνητική ομάδα ανανεώθηκε περαιτέρω.

Σχήμα 1 Δομή δομής του ER: Laser Fiber Fiber με βάση τη δομή Mopa
Η δομή τουfemtosecond λέιζερΤο σύστημα παρουσιάζεται στο σχήμα 1. Η μονής λειτουργίας διπλού CLAD ER: zblan ίνας μήκους 3,1 m χρησιμοποιήθηκε ως ίνα κέρδους στον προενισχυτή με συγκέντρωση ντόπινγκ 7 mol. Στον κύριο ενισχυτή, χρησιμοποιήθηκε ένα διπλό επένδυση πεδίου μεγάλου τρόπου λειτουργίας ER: zblan με μήκος 4 m χρησιμοποιήθηκε ως ίνα κέρδους με συγκέντρωση ντόπινγκ 6 mol% και διάμετρο πυρήνα 30 μΜ (Na = 0,12). Η μεγαλύτερη διάμετρος του πυρήνα καθιστά τις ίνες κέρδους να έχουν χαμηλότερο μη γραμμικό συντελεστή και μπορεί να αντέξει υψηλότερη μέγιστη ισχύ και παλμική απόδοση μεγαλύτερης παλμικής ενέργειας. Και τα δύο άκρα των ινών κέρδους συγχωνεύονται με το ανώτατο όριο Terminal ALF3.