ทีมงานชาวจีนได้พัฒนาเลเซอร์ไฟเบอร์รามันแบบปรับค่าได้กำลังสูงในย่านความถี่ 1.2μm

ทีมงานชาวจีนได้พัฒนา Raman ที่ปรับค่าได้ในย่านความถี่สูง 1.2μmไฟเบอร์เลเซอร์

แหล่งกำเนิดเลเซอร์การทำงานในย่านความถี่ 1.2μm มีการใช้งานเฉพาะบางอย่างในการบำบัดด้วยแสงไดนามิก การวินิจฉัยทางชีวการแพทย์ และการตรวจจับออกซิเจน นอกจากนี้ ยังสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดปั๊มสำหรับการสร้างแสงอินฟราเรดตอนกลางแบบพาราเมตริก และสร้างแสงที่มองเห็นได้ด้วยการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า เลเซอร์ในย่านความถี่ 1.2 μm สามารถทำได้โดยมีความแตกต่างกันเลเซอร์โซลิดสเตต, รวมทั้งเลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์, เลเซอร์รามานเพชร และเลเซอร์ไฟเบอร์ ในบรรดาเลเซอร์ทั้งสามชนิดนี้ ไฟเบอร์เลเซอร์มีข้อดีคือ โครงสร้างที่เรียบง่าย คุณภาพลำแสงที่ดี และการทำงานที่ยืดหยุ่น ซึ่งทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในการสร้างเลเซอร์แถบขนาด 1.2μm
เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ผู่โจวในประเทศจีนสนใจเลเซอร์ไฟเบอร์กำลังสูงในย่านความถี่ 1.2μm ปัจจุบันเส้นใยกำลังสูงเลเซอร์ส่วนใหญ่เป็นเลเซอร์ไฟเบอร์เจืออิตเทอร์เบียมในย่านความถี่ 1 μm และกำลังเอาต์พุตสูงสุดในย่านความถี่ 1.2 μm ถูกจำกัดไว้ที่ระดับ 10 W งานของพวกเขาซึ่งมีชื่อว่า "เลเซอร์ไฟเบอร์รามันแบบปรับกำลังได้สูงที่แถบคลื่น 1.2μm" ตีพิมพ์ใน Frontiers ofออปโตอิเล็กทรอนิกส์.

มะเดื่อ. 1: (a) การตั้งค่าการทดลองของเครื่องขยายสัญญาณไฟเบอร์ Raman ที่ปรับค่าได้กำลังสูงและ (b) เลเซอร์เมล็ดไฟเบอร์ Raman แบบสุ่มที่ปรับได้ที่แบนด์ 1.2 μm PDF: ไฟเบอร์เจือฟอสฟอรัส; QBH: กลุ่มควอตซ์; WDM: มัลติเพล็กเซอร์แบ่งความยาวคลื่น; SFS: แหล่งกำเนิดแสงไฟเบอร์ฟลูออเรสเซนต์; P1: พอร์ต 1; P2: พอร์ต 2 P3: หมายถึงพอร์ต 3 ที่มา: Zhang Yang และคณะ, เลเซอร์ไฟเบอร์รามันแบบปรับกำลังได้สูงที่คลื่นความถี่ 1.2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)
แนวคิดก็คือการใช้เอฟเฟกต์การกระเจิงของรามานที่ถูกกระตุ้นในไฟเบอร์แบบพาสซีฟเพื่อสร้างเลเซอร์กำลังสูงในย่านความถี่ 1.2μm การกระเจิงของรามันที่ถูกกระตุ้นเป็นผลแบบไม่เชิงเส้นอันดับสามที่แปลงโฟตอนให้มีความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น

รูปที่ 2: สเปกตรัมเอาต์พุต RFL แบบสุ่มที่ปรับแต่งได้ที่ (a) 1,065-1,074 นาโนเมตรและ (b) ความยาวคลื่นของปั๊ม 1,077 นาโนเมตร (Δแลหมายถึงความกว้างของเส้น 3 dB) ที่มา: Zhang Yang และคณะ เลเซอร์ไฟเบอร์ Raman ที่ปรับค่าได้กำลังสูงที่คลื่นความถี่ 1.2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)
นักวิจัยใช้ผลการกระเจิงของรามันที่ถูกกระตุ้นในเส้นใยที่เจือด้วยฟอสฟอรัสเพื่อแปลงเส้นใยที่เจือด้วยอิตเทอร์เบียมกำลังสูงที่แถบความถี่ 1 ไมโครเมตรเป็นแถบขนาด 1.2 ไมโครเมตร ได้รับสัญญาณรามันที่มีกำลังสูงถึง 735.8 W ที่ 1,252.7 นาโนเมตร ซึ่งเป็นกำลังเอาต์พุตสูงสุดของเลเซอร์ไฟเบอร์แถบความถี่ 1.2 μm ที่รายงานจนถึงปัจจุบัน

รูปที่ 3: (a) กำลังขับสูงสุดและสเปกตรัมเอาต์พุตปกติที่ความยาวคลื่นสัญญาณต่างกัน (b) สเปกตรัมเอาต์พุตเต็มรูปแบบที่ความยาวคลื่นสัญญาณที่แตกต่างกันในหน่วย dB (Δแลหมายถึงความกว้างของเส้น 3 dB) ที่มา: Zhang Yang และคณะ เลเซอร์ไฟเบอร์ Raman ที่ปรับค่าได้กำลังสูงที่คลื่นความถี่ 1.2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)

รูปที่ : 4: (a) ลักษณะสเปกตรัมและ (b) กำลังวิวัฒนาการของแอมพลิฟายเออร์ไฟเบอร์รามันแบบปรับค่ากำลังสูงที่ความยาวคลื่นการสูบน้ำที่ 1,074 นาโนเมตร ที่มา: Zhang Yang และคณะ, เลเซอร์ไฟเบอร์ Raman ที่ปรับค่าได้กำลังสูงที่คลื่นความถี่ 1.2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)