Läbimurre! Maailma kõrgeim võimsus 3 μm keskel-infrapunafemtosekundi kiu laseri
KiudaineKeskmise infrapunalise laseri väljundi saavutamiseks on esimene samm valida sobiv kiu maatriksmaterjal. Jaga-infrapuna kiudainetes on kvartsklaas maatriks kõige tavalisem kiudaine maatriksi materjal, millel on väga madal ülekandekao, usaldusväärne mehaaniline tugevus ja suurepärane stabiilsus. Kõrge foononi energia (1150 cm-1) tõttu ei saa kvartskiudu kasutada aga keskmise infrapunalise laseri ülekandeks. Keskmise infrapunalise laseri vähenemise ülekande saavutamiseks peame valima muud kiu maatriksi materjalid, millel on madalam fononienergia, näiteks sulfiidklaasi maatriks või fluoriidi klaasist maatriks. Sulfiidkiududel on madalaim fononienergia (umbes 350 cm-1), kuid sellel on probleem, et dopingu kontsentratsiooni ei saa suurendada, seega ei sobi see kasutamiseks võimenduskiudina keskmise infrapunalaseri tekitamiseks. Ehkki fluoriidi klaasist substraadil on pisut kõrgem foononienergia (550 cm-1) kui sulfiidklaasi substraadil, võib see saavutada ka madala vähenemise ülekande keskmise infrapunalise laserite korral, mille lainepikkus on alla 4 μm. Veelgi olulisem on see, et fluoriidi klaasist substraat võib saavutada kõrge haruldase ioonide dopingukontsentratsiooni, mis võib pakkuda keskmise infrapunalise laseri genereerimiseks vajalikku võimendust, näiteks ER3+ jaoks kõige küpsem fluoriidi zblani kiud on suutnud saavutada dopingukontsentratsiooni kuni 10 mol. Seetõttu on fluoriidi klaasist maatriks kõige sobivam kiu maatriksmaterjal keskmise infrapuna kiu laserite jaoks.
Hiljuti töötasid Shenzheni ülikooli professor Ruan Shuangcheni ja professor Guo Chunyu meeskond välja suure võimsusega femtosekundipulsskiust laserigaKoosneb 2,8 μm režiimi lukustatud ER-st: Zblani kiudostsillaator, üherežiim ER: Zblani kiudude eelvõimendi ja suure režiimi väli ER: Zblani kiudaine põhivõimendi.
Tuginedes keskmise infrapuna-ultra-lühikese impulsi eneseühenduse ja amplifikatsiooni teooriale, mida juhib polarisatsiooni olek ja meie uurimisrühma numbrilise simulatsioonitöö, koos mittelineaarse mahasurumise ja režiimi juhtimismeetoditega suure režiimi optilise kiu, aktiivse jahutamise tehnoloogia, aktiivse jahutamise tehnoloogia ja amplifikatsioonistruktuuriga topeltotsaga pumba, saab 2,8 μm ultra-sünnitusi. Selle uurimisrühma poolt saavutatud kõrgeima keskmise võimu rahvusvahelist rekordit värskendati veelgi.
Joonis 1 ER struktuuriskeem: Zblani kiudlaser põhineb MOPA struktuuril
Struktuurfemtosekund laserSüsteem on näidatud joonisel 1. Ühe režiimiga topeltkattega ER: 3,1 m pikkusega zblani kiud kasutati võimenduskiuduna eelvõimendis dopingukontsentratsiooniga 7 mol.% ja südamiku läbimõõt 15 μM (NA = 0,12). Põhi võimendis kasutati võimenduskiududena topeltplaadiga suure režiimi väli ER: zblani kiudaineid, mille dopingukontsentratsioon oli 6 mol.% Ja südamiku läbimõõt 30 μM (NA = 0,12). Suurem südamiku läbimõõt muudab võimenduskiudu madalama mittelineaarse koefitsiendi ja suudab taluda suuremat maksimaalset võimsust ja suurema impulsi energia impulsi väljundit. Võimenduskiuda mõlemad otsad sulanduvad ALF3 klemmi korgi külge.
Postiaeg: 19. veebruar 20124