Terobosan! Daya tertinggi 3 μm 3 μm laser serat femtosecond pertengahan inframerah

Terobosan! Kekuatan tertinggi 3 μm di dunia inframerah tengahLaser Serat Femtosecond

Laser seratUntuk mencapai output laser inframerah menengah, langkah pertama adalah memilih bahan matriks serat yang sesuai. Dalam laser serat inframerah-dekat, matriks kaca kuarsa adalah bahan matriks serat yang paling umum dengan kehilangan transmisi yang sangat rendah, kekuatan mekanik yang andal dan stabilitas yang sangat baik. Namun, karena energi fonon tinggi (1150 cm-1), serat kuarsa tidak dapat digunakan untuk transmisi laser inframerah tengah. Untuk mencapai transmisi rendah dari laser inframerah tengah, kita perlu memilih kembali bahan matriks serat lainnya dengan energi fonon yang lebih rendah, seperti matriks kaca sulfida atau matriks kaca fluorida. Serat sulfida memiliki energi fonon terendah (sekitar 350 cm-1), tetapi memiliki masalah bahwa konsentrasi doping tidak dapat ditingkatkan, sehingga tidak cocok untuk digunakan sebagai serat gain untuk menghasilkan laser inframerah-pertengahan. Meskipun substrat kaca fluoride memiliki energi fonon yang sedikit lebih tinggi (550 cm-1) daripada substrat kaca sulfida, ia juga dapat mencapai transmisi rendah-kehilangan untuk laser inframerah-tengah dengan panjang gelombang kurang dari 4 μm. Lebih penting lagi, substrat kaca fluoride dapat mencapai konsentrasi doping ion tanah jarang yang tinggi, yang dapat memberikan penguatan yang diperlukan untuk generasi laser inframerah tengah, misalnya, serat ZBlan fluoride yang paling matang untuk ER3+ telah mampu mencapai konsentrasi doping hingga 10 mol. Oleh karena itu, matriks kaca fluoride adalah bahan matriks serat yang paling cocok untuk laser serat inframerah tengah.

Baru-baru ini, tim Profesor Ruan Shuangchen dan Profesor Guo Chunyu di Universitas Shenzhen mengembangkan femtosecond daya tinggiLaser serat pulsaTerdiri dari 2.8μm Mode-Locked ER: ZBlan Fiber Oscillator, ER Mode Single: ZBlan Fiber Preamplifier dan Field Mode Besar ER: Penguat Utama Serat ZBlan.
Berdasarkan kompresi mandiri dan teori amplifikasi pulsa ultra-pendek-inframerah yang dikendalikan oleh keadaan polarisasi dan pekerjaan simulasi numerik dari kelompok penelitian kami, dikombinasikan dengan penekanan nonlinier dan metode kontrol mode dari serat optik mode-pulsa dan pulsa pulsa. Catatan internasional dari kekuatan rata -rata tertinggi yang dicapai oleh kelompok penelitian ini selanjutnya disegarkan.

Gambar 1 Diagram Struktur ER: ZBlan Fiber Laser Berdasarkan Struktur MOPA
Struktur dariFemtosecond LaserSistem ditunjukkan pada Gambar 1. Mode tunggal berpakaian ganda ER: ZBlan Fiber dengan panjang 3,1 m digunakan sebagai serat gain dalam preamplifier dengan konsentrasi doping 7 mol.% dan diameter inti 15 μM (Na = 0,12). Dalam penguat utama, bidang mode besar berpakaian ganda ER: serat ZBlan dengan panjang 4 m digunakan sebagai serat gain dengan konsentrasi doping 6 mol.% Dan diameter inti 30 μM (Na = 0,12). Diameter inti yang lebih besar membuat serat gain memiliki koefisien nonlinier yang lebih rendah dan dapat menahan daya puncak yang lebih tinggi dan output pulsa dari energi pulsa yang lebih besar. Kedua ujung serat gain menyatu dengan tutup terminal ALF3.