Μια κινεζική ομάδα ανέπτυξε ένα λέιζερ ινών Raman υψηλής ισχύος με δυνατότητα ρύθμισης, ζώνης 1,2 μm.

Μια κινεζική ομάδα ανέπτυξε έναν συντονιζόμενο Raman υψηλής ισχύος ζώνης 1,2 μm.λέιζερ οπτικών ινών

Πηγές λέιζερΤα λέιζερ που λειτουργούν στη ζώνη των 1,2 μm έχουν μερικές μοναδικές εφαρμογές στη φωτοδυναμική θεραπεία, τη βιοϊατρική διαγνωστική και την ανίχνευση οξυγόνου. Επιπλέον, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πηγές άντλησης για παραμετρική παραγωγή μέσου υπέρυθρου φωτός και για την παραγωγή ορατού φωτός με διπλασιασμό συχνότητας. Τα λέιζερ στη ζώνη των 1,2 μm έχουν επιτευχθεί με διαφορετικάλέιζερ στερεάς κατάστασης, συμπεριλαμβανομένωνλέιζερ ημιαγωγών, λέιζερ Raman διαμαντιού και λέιζερ οπτικών ινών. Μεταξύ αυτών των τριών λέιζερ, το λέιζερ οπτικών ινών έχει τα πλεονεκτήματα της απλής δομής, της καλής ποιότητας δέσμης και της ευέλικτης λειτουργίας, γεγονός που το καθιστά την καλύτερη επιλογή για την παραγωγή λέιζερ ζώνης 1,2 μm.
Πρόσφατα, η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή Pu Zhou στην Κίνα ενδιαφέρεται για λέιζερ οπτικών ινών υψηλής ισχύος στη ζώνη των 1,2 μm. Η τρέχουσα οπτική ίνα υψηλής ισχύοςλέιζερείναι κυρίως λέιζερ οπτικών ινών με πρόσμιξη υττερβίου στη ζώνη του 1 μm και η μέγιστη ισχύς εξόδου στη ζώνη των 1,2 μm περιορίζεται στο επίπεδο των 10 W. Η εργασία τους, με τίτλο «High power tunable Raman fiber laser at 1,2μm waveband», δημοσιεύτηκε στο Frontiers ofΟπτοηλεκτρονική.

ΣΧ. 1: (α) Πειραματική διάταξη ενός ρυθμιζόμενου ενισχυτή ινών Raman υψηλής ισχύος και (β) ρυθμιζόμενου λέιζερ τυχαίας σποράς ινών Raman στη ζώνη των 1,2 μm. PDF: ίνα με προσμίξεις φωσφόρου· QBH: Χύδην χαλαζία· WDM: Πολυπλέκτης διαίρεσης μήκους κύματος· SFS: πηγή φωτός υπερφθορίζουσας ίνας· P1: θύρα 1· P2: θύρα 2. P3: υποδεικνύει τη θύρα 3. Πηγή: Zhang Yang et al., Ρυθμιζόμενο λέιζερ ινών Raman υψηλής ισχύος στη ζώνη κύματος 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Η ιδέα είναι να χρησιμοποιηθεί το φαινόμενο διεγερμένης σκέδασης Raman σε μια παθητική ίνα για να δημιουργηθεί ένα λέιζερ υψηλής ισχύος στη ζώνη των 1,2 μm. Η διεγερμένη σκέδαση Raman είναι ένα μη γραμμικό φαινόμενο τρίτης τάξης που μετατρέπει φωτόνια σε μεγαλύτερα μήκη κύματος.

Σχήμα 2: Ρυθμιζόμενα τυχαία φάσματα εξόδου RFL στα (α) 1065-1074 nm και (β) μήκη κύματος αντλίας 1077 nm (Δλ αναφέρεται σε πλάτος γραμμής 3 dB). Πηγή: Zhang Yang et al., Συντονιζόμενο λέιζερ ινών Raman υψηλής ισχύος σε ζώνη κύματος 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το φαινόμενο διεγερμένης σκέδασης Raman στην ίνα με προσμίξεις φωσφόρου για να μετατρέψουν μια ίνα υψηλής ισχύος με προσμίξεις υττερβίου στη ζώνη 1 μm σε ζώνη 1,2 μm. Ένα σήμα Raman με ισχύ έως και 735,8 W ελήφθη στα 1252,7 nm, η οποία είναι η υψηλότερη ισχύς εξόδου ενός λέιζερ ινών ζώνης 1,2 μm που έχει αναφερθεί μέχρι σήμερα.

Σχήμα 3: (α) Μέγιστη ισχύς εξόδου και κανονικοποιημένο φάσμα εξόδου σε διαφορετικά μήκη κύματος σήματος. (β) Πλήρες φάσμα εξόδου σε διαφορετικά μήκη κύματος σήματος, σε dB (Δλ αναφέρεται σε πλάτος γραμμής 3 dB). Πηγή: Zhang Yang et al., Λέιζερ οπτικών ινών Raman υψηλής ισχύος με δυνατότητα ρύθμισης στη ζώνη κύματος 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Σχήμα:4: (α) Φάσμα και (β) χαρακτηριστικά εξέλιξης ισχύος ενός ενισχυτή οπτικών ινών Raman υψηλής ισχύος με δυνατότητα ρύθμισης σε μήκος κύματος άντλησης 1074 nm. Πηγή: Zhang Yang et al., Λέιζερ οπτικών ινών Raman υψηλής ισχύος με δυνατότητα ρύθμισης σε ζώνη κύματος 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)