Mafanikio! Laza ya nyuzinyuzi ya femtosecond yenye nguvu ya juu zaidi ya 3 μm

Mafanikio! Nguvu ya juu zaidi duniani 3 μm katikati ya infraredlaser ya nyuzi ya femtosecond

Fiber laserkufikia katikati ya infrared laser pato, hatua ya kwanza ni kuchagua sahihi fiber tumbo nyenzo. Katika leza za nyuzi za karibu-infrared, matrix ya glasi ya quartz ndiyo nyenzo ya kawaida ya matrix ya nyuzi yenye upotevu mdogo sana wa upitishaji, nguvu ya kimitambo inayotegemewa na uthabiti bora. Hata hivyo, kwa sababu ya nishati ya juu ya phonon (1150 cm-1), fiber ya quartz haiwezi kutumika kwa maambukizi ya katikati ya infrared laser. Ili kupata upitishaji wa leza ya kati ya infrared yenye upotevu wa chini, tunahitaji kuchagua tena nyenzo nyingine za matrix ya nyuzi zenye nishati ya chini ya phononi, kama vile matrix ya glasi ya sulfidi au matrix ya glasi ya floridi. Nyuzinyuzi za sulfidi zina nishati ya chini zaidi ya phononi (karibu 350 cm-1), lakini ina tatizo kwamba ukolezi wa doping hauwezi kuongezeka, kwa hivyo haufai kutumika kama nyuzinyuzi za kutengeneza leza ya kati ya infrared. Ingawa sehemu ndogo ya glasi ya floridi ina nishati ya phononi ya juu kidogo (550 cm-1) kuliko sehemu ndogo ya glasi ya sulfidi, inaweza pia kufikia upitishaji wa hasara ya chini kwa leza za kati ya infrared yenye urefu wa chini ya 4 μm. Muhimu zaidi, substrate ya glasi ya floridi inaweza kufikia mkusanyiko wa juu wa ioni ya ioni ya dunia, ambayo inaweza kutoa faida inayohitajika kwa uzalishaji wa laser ya kati ya infrared, kwa mfano, nyuzi za floridi iliyokomaa zaidi ya ZBLAN kwa Er3+ imeweza kufikia mkusanyiko wa doping. hadi 10 mol. Kwa hivyo, matrix ya glasi ya floridi ndio nyenzo inayofaa zaidi ya matrix ya nyuzi kwa leza za nyuzi za infrared.

Hivi majuzi, timu ya Profesa Ruan Shuangchen na Profesa Guo Chunyu katika Chuo Kikuu cha Shenzhen walitengeneza sekunde ya nguvu ya juu ya femtosecond.laser ya nyuzi za mapigoinaundwa na 2.8μm iliyofungwa kwa modi ya Er:Kisisitio cha nyuzinyuzi cha ZBLAN, kiamplifier cha modi moja cha Er:ZBLAN na uga wa hali-kubwa Er:ZBLAN fiber main amplifier.
Kulingana na nadharia ya kujibana na ukuzaji wa mapigo mafupi ya infrared yanayodhibitiwa na hali ya mgawanyiko na kazi ya simulizi ya nambari ya kikundi chetu cha utafiti, pamoja na ukandamizaji usio wa mstari na mbinu za udhibiti wa modi ya nyuzi za hali kubwa, teknolojia ya kupoeza amilifu na ukuzaji. muundo wa pampu yenye ncha mbili, mfumo hupata pato la 2.8μm la mpigo fupi na wastani wa nguvu ya 8.12W na upana wa mapigo ya 148 fs. Rekodi ya kimataifa ya uwezo wa juu zaidi wa wastani uliofikiwa na kundi hili la utafiti iliburudishwa zaidi.

Mchoro wa 1 Mchoro wa Muundo wa Er:ZBLAN fiber laser kulingana na muundo wa MOPA
Muundo walaser ya femtosecondmfumo umeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Fiber ya modi moja iliyovaa nguo mbili Er:ZBLAN ya urefu wa m 3.1 ilitumika kama nyuzinyuzi katika kiamplifier chenye mkusanyiko wa 7 mol.% na kipenyo cha msingi cha 15 μm (NA = 0.12). Katika amplifier kuu, uga wa modi kubwa iliyovaliwa mara mbili Er:ZBLAN nyuzinyuzi yenye urefu wa m 4 ilitumika kama nyuzinyuzi yenye mkusanyiko wa mol 6.% na kipenyo cha msingi cha 30 μm (NA = 0.12). Kipenyo kikubwa cha msingi hufanya nyuzinyuzi kuwa na mgawo wa chini usio na mstari na inaweza kustahimili kilele cha juu zaidi na utoaji wa mipigo ya nishati kubwa ya mpigo. Ncha zote mbili za nyuzinyuzi za faida zimeunganishwa kwenye kifuniko cha terminal cha AlF3.