Прарыў! Найбольшая ў свеце магутнасць 3 мкм у сярэднім лазер Femtosecond Fiber

Прарыў! Самая высокая ў свеце магутнасць 3 мкм у сярэдзіне інфрачырвонагаФемтосекундная валакна лазер

Валакна лазерДля дасягнення лазернага выхаду сярэдняга інфрачырвонага, першым крокам з'яўляецца выбар адпаведнага матэрыялу матрыцы валакна. У блізкіх інфрачырвоных валакна лазеры кварцавы шкляны матрыца-найбольш распаўсюджаны матэрыял матрыцы валокнаў з вельмі нізкай стратай перадачы, надзейнай механічнай трываласцю і выдатнай устойлівасцю. Аднак з-за высокай энергіі фанонаў (1150 см-1) кварцавае валакно не можа быць выкарыстана для лазернай перадачы сярэдняй інфрачырвонай. Для дасягнення нізкай перадачы страт сярэдняга інфрачырвонага лазера нам трэба паўторна выбраць іншыя матэрыялы матрыцы валокнаў з меншай энергіяй фанонаў, напрыклад, матрыцы сульфіду або матрыцы шкла. Сульфідны валакно мае самую нізкую энергію фанонаў (каля 350 см-1), але ў яго ёсць праблема, што канцэнтрацыя допінгу не можа быць павялічана, таму яна не падыходзіць для выкарыстання ў якасці абалоніны для атрымання лазера ў сярэднім. Хоць шкляны субстрат фтору мае крыху больш высокую энергію фанана (550 см-1), чым падкладка сульфіду, ён таксама можа дасягнуць перадачы з нізкім узроўнем страты для лазераў з даўжынёй хвалі менш за 4 мкМ. Што яшчэ больш важна, падкладка фтору Шкляная можа дасягнуць высокай рэдкай іённай канцэнтрацыі іёнаў, што можа забяспечыць узмацненне, неабходнае для лазернага выпрацоўкі сярэдняга інфрачырвонага лазера, напрыклад, найбольш сталы фторны ZBLAN FIVE для ER3+ змагла дасягнуць допінгавай канцэнтрацыі да 10 моль. Такім чынам, шкляная матрыца фтору з'яўляецца найбольш прыдатным матэрыялам матрыцы для валокнаў для лазераў з валакна ў сярэднім інфрачыне.

Нядаўна каманда прафесара Руана Шуангчэна і прафесара Го Чунью з універсітэта Шэньчжэнь распрацавалі з высокай магутнай фемтосекундайлазер з імпульсным валакномСкладаецца з 2,8 мкМ, зарэзанага ад ER: асцылятар валакна ZBLAN, аднамодны ER: ZBLAN VIVER PREATIFIFIER і вялікі рэжым поля: галоўны ўзмацняльнік ZBLAN Fiber.
Based on the self-compression and amplification theory of mid-infrared ultra-short pulse controlled by polarization state and numerical simulation work of our research group, combined with nonlinear suppression and mode control methods of large-mode optical fiber, active cooling technology and amplification structure of double-ended pump, the system obtains 2.8μm ultra-short pulse output with an average power of 8.12W and a pulse width of 148 fs. Міжнародны запіс самай высокай сярэдняй магутнасці, дасягнутай гэтай даследчай групай, быў яшчэ больш абноўлены.

Малюнак 1 Структура схема ER: лазер ZBLAN Fiber на аснове структуры MOPA
Структурафемтосекундны лазерСістэма паказана на малюнку 1. Аднамоднае двухбаковы ER: ZBLAN Валакно даўжынёй 3,1 м была выкарыстана ў якасці абалоніны ўзмацнення ў предусилитеров з допінгавай канцэнтрацыяй 7 моль.% і дыяметрам ядра 15 мкм (NA = 0,12). У асноўным узмацняльніку было выкарыстана двайное апранутае ў вялікім рэжыме поля: ZBLAN з даўжынёй 4 м у якасці валакна ўзмацнення з допінгавай канцэнтрацыяй 6 моль.% І дыяметрам ядра 30 мкм (NA = 0,12). Больш буйны дыяметр стрыжня робіць валакно ўзмацнення меншага нелінейнага каэфіцыента і вытрымлівае больш высокую пікавую магутнасць і імпульсны выхад большай імпульснай энергіі. Абодва канца валакна ўзмацнення зліваюцца з тэрмінальнай вечкам ALF3.