ความก้าวหน้า กำลังสูงสุดของโลก 3 μmกลางอินฟราเรดเลเซอร์ไฟเบอร์ Femtosecond
เลเซอร์ไฟเบอร์เพื่อให้ได้เอาต์พุตเลเซอร์อินฟราเรดกลางขั้นตอนแรกคือการเลือกวัสดุเมทริกซ์ไฟเบอร์ที่เหมาะสม ในเลเซอร์ไฟเบอร์อินฟราเรดใกล้อินฟราเรดเมทริกซ์แก้วควอตซ์เป็นวัสดุเมทริกซ์ไฟเบอร์ที่พบมากที่สุดที่มีการสูญเสียการส่งสัญญาณต่ำมากความแข็งแรงเชิงกลที่เชื่อถือได้และความเสถียรที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตามเนื่องจากพลังงาน Phonon สูง (1150 cm-1) จึงไม่สามารถใช้ไฟเบอร์ควอตซ์สำหรับการส่งสัญญาณเลเซอร์กลางอินฟราเรดได้ เพื่อให้เกิดการสูญเสียการสูญเสียเลเซอร์กลางอินฟราเรดต่ำเราจำเป็นต้องเลือกวัสดุเมทริกซ์ไฟเบอร์อื่น ๆ อีกครั้งด้วยพลังงานโฟนอนที่ต่ำกว่าเช่นเมทริกซ์แก้วซัลไฟด์หรือเมทริกซ์แก้วฟลูออไรด์ เส้นใยซัลไฟด์มีพลังงานโฟนอนต่ำที่สุด (ประมาณ 350 ซม. 1) แต่มีปัญหาที่ไม่สามารถเพิ่มความเข้มข้นของยาสลบได้ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับใช้เป็นเส้นใยที่ได้รับเพื่อสร้างเลเซอร์อินฟราเรดกลาง แม้ว่าสารตั้งต้นของแก้วฟลูออไรด์จะมีพลังงานโฟนอนสูงกว่าเล็กน้อย (550 ซม. 1) กว่าสารตั้งต้นของแก้วซัลไฟด์ แต่ก็สามารถส่งผ่านการสูญเสียต่ำสำหรับเลเซอร์อินฟราเรดกลางที่มีความยาวคลื่นน้อยกว่า 4 ไมครอน ที่สำคัญกว่านั้นสารตั้งต้นของแก้วฟลูออไรด์สามารถบรรลุความเข้มข้นของไอออนไอออนที่หายากสูงซึ่งสามารถให้อัตราขยายที่จำเป็นสำหรับการสร้างเลเซอร์อินฟราเรดกลางเช่นเส้นใย Zblan ฟลูออไรด์ที่โตเต็มที่ที่สุดสำหรับ ER3+ สามารถทำให้ความเข้มข้นของยาสลบสูงถึง 10 โมล ดังนั้นเมทริกซ์แก้วฟลูออไรด์จึงเป็นวัสดุเมทริกซ์ไฟเบอร์ที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเลเซอร์ไฟเบอร์อินฟราเรดกลาง
เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมศาสตราจารย์ Ruan Shuangchen และศาสตราจารย์ Guo Chunyu ที่มหาวิทยาลัยเซินเจิ้นได้พัฒนา femtosecond พลังงานสูงเลเซอร์พัลส์ไฟเบอร์ประกอบด้วย ER ที่มีโหมดล็อคโหมด2.8μm: Zblan ไฟเบอร์ออสซิลเลเตอร์, ER แบบโหมดเดี่ยว: zblan ไฟเบอร์ preamplifier และฟิลด์โหมดขนาดใหญ่ ER: แอมพลิฟายเออร์หลักของเส้นใย Zblan
ขึ้นอยู่กับทฤษฎีการบีบอัดและการขยายตัวของพัลส์สั้นพิเศษอินฟราเรดที่ควบคุมโดยสถานะโพลาไรเซชันและการจำลองเชิงตัวเลขของกลุ่มวิจัยของเรารวมกับการปราบปรามแบบไม่เชิงเส้นและวิธีการควบคุมโหมดของไฟเบอร์ออพติคอลขนาดใหญ่ fs. บันทึกระหว่างประเทศของพลังงานเฉลี่ยสูงสุดที่ประสบความสำเร็จโดยกลุ่มวิจัยนี้ได้รับการฟื้นฟูต่อไป
รูปที่ 1 โครงสร้างไดอะแกรมของ ER: เลเซอร์เส้นใย zblan ตามโครงสร้าง mopa
โครงสร้างของเลเซอร์ Femtosecondระบบจะแสดงในรูปที่ 1. ER แบบสองโหมดเดี่ยว ER: Zblan Fiber ที่มีความยาว 3.1 M ถูกใช้เป็นเส้นใยที่ได้รับใน preamplifier ที่มีความเข้มข้นของยาสลบ 7 mol.% และเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 15 μm (Na = 0.12) ในแอมพลิฟายเออร์หลักมีการใช้ฟิลด์โหมดขนาดใหญ่สองชุด: เส้นใย zblan ที่มีความยาว 4 เมตรถูกใช้เป็นเส้นใยที่ได้รับที่มีความเข้มข้นของยาสลบ 6 mol.% และเส้นผ่านศูนย์กลางแกน 30 μm (Na = 0.12) เส้นผ่านศูนย์กลางแกนขนาดใหญ่ขึ้นทำให้เส้นใย Gain มีค่าสัมประสิทธิ์ไม่เชิงเส้นลดลงและสามารถทนต่อพลังงานสูงสุดและพัลส์ที่สูงขึ้นของพลังงานพัลส์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ปลายทั้งสองของเส้นใยที่ได้รับจะถูกหลอมรวมกับฝาเทอร์มินัล ALF3
เวลาโพสต์: ก.พ. 19-2024