Breakthrough! L-ogħla qawwa tad-dinja 3 μm f'nofs infra-aħmar femtosekonda fibra laser

Breakthrough! L-ogħla qawwa tad-dinja 3 μm f'nofs infra-aħmarLaser tal-fibra femtosekonda

Laser tal-fibraSabiex tinkiseb l-output tal-lejżer ta 'infra-aħmar f'nofs, l-ewwel pass huwa li tagħżel il-materjal xieraq tal-matriċi tal-fibra. Fil-lejżers tal-fibra infra-aħmar kważi, il-matriċi tal-ħġieġ tal-kwarz hija l-iktar materjal komuni tal-matriċi tal-fibra b'telf ta 'trasmissjoni baxxa ħafna, saħħa mekkanika affidabbli u stabbiltà eċċellenti. Madankollu, minħabba l-enerġija għolja tal-fononi (1150 cm-1), il-fibra tal-kwarz ma tistax tintuża għal trasmissjoni bil-lejżer ta 'infra-aħmar. Sabiex tinkiseb trasmissjoni ta 'telf baxx ta' laser infra-aħmar, għandna bżonn nerġgħu nagħżlu materjali oħra ta 'matriċi tal-fibra b'enerġija ta' fonon aktar baxxa, bħal matriċi tal-ħġieġ tas-sulfid jew matriċi tal-ħġieġ fluworidu. Il-fibra tas-sulfid għandha l-inqas enerġija tal-fononi (madwar 350 cm-1), iżda għandha l-problema li l-konċentrazzjoni tad-doping ma tistax tiżdied, u għalhekk mhix adatta għall-użu bħala fibra ta 'qligħ biex tiġġenera laser infra-aħmar f'nofs. Għalkemm is-sottostrat tal-ħġieġ tal-fluworidu għandu enerġija ta 'fononi kemmxejn ogħla (550 cm-1) mis-sottostrat tal-ħġieġ tas-sulfid, jista' wkoll jikseb trasmissjoni ta 'telf baxx għal lasers ta' infra-aħmar f'nofs il-mewġ b'tul ta 'mewġ inqas minn 4 μm. Aktar importanti minn hekk, is-sottostrat tal-ħġieġ tal-fluworidu jista 'jikseb konċentrazzjoni ta' doping ta 'joni tad-Dinja rari għolja, li tista' tipprovdi l-qligħ meħtieġ għall-ġenerazzjoni tal-lejżer ta 'infra-aħmar, pereżempju, il-fibra Zblan tal-fluworidu l-iktar matur għal ER3 + kienet kapaċi tikseb konċentrazzjoni ta' doping ta 'sa 10 mol. Għalhekk, il-matriċi tal-ħġieġ tal-fluworidu hija l-aktar materjal tal-matriċi tal-fibra xierqa għal lasers tal-fibra infra-aħmar f'nofs.

Riċentement, it-tim tal-Professur Ruan Shuangchen u l-Professur Guo Chunyu fl-Università ta 'Shenzhen żviluppaw femtosekonda ta' qawwa għoljaLaser tal-Fibra tal-polzKompost minn ER ta '2.8μm-modalità maqful: oxxillatur tal-fibra zblan, modalità waħda ER: preamplifikatur tal-fibra zblan u kamp ta' mod kbir ER: amplifikatur ewlieni tal-fibra zblan.
Ibbażat fuq l-awto-kompressjoni u t-teorija tal-amplifikazzjoni tal-polz ultra-short ta 'infra-aħmar ikkontrollat ​​mill-istat ta' polarizzazzjoni u xogħol ta 'simulazzjoni numerika tal-grupp ta' riċerka tagħna, flimkien ma 'soppressjoni mhux lineari u metodi ta' kontroll tal-mod ta 'fibra ottika b'modalità kbira, teknoloġija ta' tkessiħ attiva u struttura ta 'amplifikazzjoni ta' pompa doppja, is-sistema tittieħed 2.8μm ta 'l-output tal-puls ultra-port ta' l-ultra. Ir-rekord internazzjonali tal-ogħla poter medju miksub minn dan il-grupp ta ’riċerka ġie aġġornat aktar.

Figura 1 Dijagramma tal-istruttura ta 'ER: laser tal-fibra zblan ibbażata fuq l-istruttura mopa
L - istruttura tal -Laser femtosekondaSistema hija murija fil-Figura 1. Il-fibra ta 'mod doppju ta' modalità waħda: Zblan ta '3.1 m tul intużat bħala l-fibra tal-qligħ fil-preamplifikatur b'konċentrazzjoni ta' doping ta '7 mol.% u dijametru tal-qalba ta '15 μM (Na = 0.12). Fl-amplifikatur ewlieni, kamp ta 'mod kbir miksi b'żewġ: fibra Zblan b'tul ta' 4 m intuża bħala l-fibra tal-qligħ b'konċentrazzjoni ta 'doping ta' 6 mol.% U dijametru tal-qalba ta '30 μM (NA = 0.12). Id-dijametru tal-qalba ikbar jagħmel il-fibra tal-qligħ ikollu koeffiċjent mhux lineari aktar baxx u jista 'jiflaħ enerġija ogħla mill-ogħla u ħruġ tal-polz ta' enerġija akbar tal-polz. Iż-żewġt itruf tal-fibra tal-qligħ huma mdewba mal-kappa tat-terminal Alf3.