Avvanz! L-ogħla qawwa fid-dinja tal-lejżer tal-fibra femtosekond ta' 3 μm b'infra-aħmar medju

Avvanz! L-ogħla qawwa fid-dinja ta' 3 μm f'nofs l-infra-aħmarlejżer tal-fibra femtosekond

Lejżer tal-fibraBiex tikseb output ta' laser b'infra-aħmar medju, l-ewwel pass huwa li tagħżel il-materjal tal-matriċi tal-fibra xieraq. Fil-lejżers tal-fibra qrib l-infra-aħmar, il-matriċi tal-ħġieġ tal-kwarz hija l-aktar materjal komuni tal-matriċi tal-fibra b'telf ta' trasmissjoni baxx ħafna, saħħa mekkanika affidabbli u stabbiltà eċċellenti. Madankollu, minħabba l-enerġija għolja tal-fonon (1150 cm-1), il-fibra tal-kwarz ma tistax tintuża għat-trasmissjoni tal-lejżer b'infra-aħmar medju. Sabiex tinkiseb trasmissjoni b'telf baxx ta' laser b'infra-aħmar medju, irridu nerġgħu nagħżlu materjali oħra tal-matriċi tal-fibra b'enerġija tal-fonon aktar baxxa, bħal matriċi tal-ħġieġ tas-sulfid jew matriċi tal-ħġieġ tal-fluworidu. Il-fibra tas-sulfid għandha l-inqas enerġija tal-fonon (madwar 350 cm-1), iżda għandha l-problema li l-konċentrazzjoni tad-doping ma tistax tiżdied, għalhekk mhijiex adattata għall-użu bħala fibra ta' qligħ biex tiġġenera laser b'infra-aħmar medju. Għalkemm is-sottostrat tal-ħġieġ tal-fluworidu għandu enerġija tal-fonon kemxejn ogħla (550 cm-1) mis-sottostrat tal-ħġieġ tas-sulfid, jista' wkoll jikseb trasmissjoni b'telf baxx għal lejżers b'infra-aħmar medju b'tul ta' mewġ inqas minn 4 μm. Aktar importanti minn hekk, is-sottostrat tal-ħġieġ tal-fluworidu jista' jikseb konċentrazzjoni għolja ta' doping ta' joni rari tad-dinja, li tista' tipprovdi l-qligħ meħtieġ għall-ġenerazzjoni tal-lejżer infra-aħmar tan-nofs, pereżempju, l-aktar fibra ZBLAN tal-fluworidu matura għal Er3+ irnexxielha tikseb konċentrazzjoni ta' doping sa 10 mol. Għalhekk, il-matriċi tal-ħġieġ tal-fluworidu hija l-aktar materjal adattat għall-matriċi tal-fibra għal-lejżers tal-fibra infra-aħmar tan-nofs.

Riċentement, it-tim tal-Professur Ruan Shuangchen u l-Professur Guo Chunyu fl-Università ta' Shenzhen żviluppa femtosekond ta' qawwa għoljalejżer tal-fibra tal-polzmagħmul minn oxxillatur tal-fibra Er:ZBLAN b'modalità msakkra ta' 2.8μm, preamplifikatur tal-fibra Er:ZBLAN b'modalità waħda u amplifikatur prinċipali tal-fibra Er:ZBLAN b'kamp ta' modalità kbira.
Abbażi tat-teorija tal-awtokompressjoni u l-amplifikazzjoni tal-impuls ultra-qasir tal-infra-aħmar medju kkontrollat ​​mill-istat tal-polarizzazzjoni u x-xogħol ta' simulazzjoni numerika tal-grupp ta' riċerka tagħna, flimkien ma' metodi ta' soppressjoni mhux lineari u kontroll tal-modalità ta' fibra ottika b'modalità kbira, teknoloġija ta' tkessiħ attiv u struttura ta' amplifikazzjoni ta' pompa b'żewġt itruf, is-sistema tikseb output ta' impuls ultra-qasir ta' 2.8μm b'qawwa medja ta' 8.12W u wisa' tal-impuls ta' 148 fs. Ir-rekord internazzjonali tal-ogħla qawwa medja miksuba minn dan il-grupp ta' riċerka ġie aġġornat aktar.

Figura 1 Dijagramma tal-istruttura tal-lejżer tal-fibra Er:ZBLAN ibbażata fuq l-istruttura MOPA
L-istruttura tal-lejżer femtosekondIs-sistema hija murija fil-Figura 1. Il-fibra Er:ZBLAN b'kisja doppja b'modalità waħda b'tul ta' 3.1 m 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 prinċipali, fibra Er:ZBLAN b'kamp modali kbir b'kisja doppja b'tul ta' 4 m intużat 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 akbar jagħmel il-fibra tal-qligħ ikollha koeffiċjent mhux lineari aktar baxx u tista' tiflaħ qawwa massima ogħla u output tal-polz ta' enerġija tal-polz akbar. Iż-żewġt itruf tal-fibra tal-qligħ huma mdewba mal-għatu tat-terminal AlF3.