Përparim! Lazeri me fibër femtosekondë me infra të kuqe të mesme 3 μm me fuqinë më të lartë në botë

Përparim! Fuqia më e lartë në botë 3 μm infra të kuqe në meslazer me fibra femtosecond

Lazer me fibrapër të arritur daljen e lazerit me infra të kuqe të mesme, hapi i parë është të zgjidhni materialin e duhur të matricës së fibrës. Në lazerët me fibra afër infra të kuqe, matrica e xhamit kuarc është materiali më i zakonshëm i matricës së fibrës me humbje shumë të ulët transmetimi, forcë të besueshme mekanike dhe stabilitet të shkëlqyeshëm. Megjithatë, për shkak të energjisë së lartë të fononit (1150 cm-1), fibra kuarci nuk mund të përdoret për transmetimin lazer me infra të kuqe të mesme. Për të arritur transmetimin me humbje të ulët të lazerit me infra të kuqe të mesme, ne duhet të rizgjedhim materiale të tjera të matricës fibrash me energji më të ulët fononi, të tilla si matrica e qelqit sulfide ose matrica e qelqit me fluor. Fibra sulfide ka energjinë më të ulët të fononit (rreth 350 cm-1), por ka problemin se përqendrimi i dopingut nuk mund të rritet, kështu që nuk është i përshtatshëm për t'u përdorur si fibër fitimi për të gjeneruar lazer me infra të kuqe të mesme. Megjithëse nënshtresa e qelqit me fluor ka një energji fononi pak më të lartë (550 cm-1) sesa nënshtresa e qelqit sulfide, ai gjithashtu mund të arrijë transmetim me humbje të ulët për lazerët me infra të kuqe të mesme me gjatësi vale më të vogël se 4 μm. Më e rëndësishmja, substrati i qelqit me fluor mund të arrijë një përqendrim të lartë të dopingut të joneve të tokës së rrallë, i cili mund të sigurojë fitimin e kërkuar për gjenerimin e lazerit me rreze infra të kuqe në mes, për shembull, fibra më e pjekur e fluorit ZBLAN për Er3+ ka qenë në gjendje të arrijë një përqendrim dopingu prej deri në 10 mol. Prandaj, matrica e qelqit me fluor është materiali më i përshtatshëm i matricës së fibrave për lazerët me fibra infra të kuqe të mesme.

Kohët e fundit, ekipi i profesorit Ruan Shuangchen dhe profesorit Guo Chunyu në Universitetin Shenzhen zhvilloi një femtosekondë me fuqi të lartëlazer me fibër pulsii përbërë nga oshilator i fibrës Er:ZBLAN i kyçur në modalitet 2,8μm, parapërforcues fibër Er:ZBLAN me një modalitet dhe amplifikator kryesor me fibër Er:ZBLAN në fushë me modalitet të madh.
Bazuar në teorinë e vetë-ngjeshjes dhe amplifikimit të pulsit ultra të shkurtër infra të kuq të mesëm të kontrolluar nga gjendja e polarizimit dhe puna e simulimit numerik të grupit tonë kërkimor, e kombinuar me metodat jolineare të shtypjes dhe kontrollit të modalitetit të fibrës optike të modalitetit të madh, teknologjisë aktive të ftohjes dhe amplifikimit struktura e pompës me dy skaje, sistemi merr dalje pulsi ultra-shkurtër 2.8μm me një fuqi mesatare prej 8.12W dhe një gjerësi pulsi prej 148 fs. Rekordi ndërkombëtar i fuqisë mesatare më të lartë të arritur nga ky grup kërkimor u rifreskua më tej.

Figura 1 Diagrami i strukturës së lazerit me fibër Er:ZBLAN bazuar në strukturën MOPA
Struktura elazer femtosecondSistemi tregohet në Figurën 1. Fibra Er:ZBLAN me dy veshje me një modalitet me gjatësi 3,1 m është përdorur si fibër fitimi në parapërforcues me një përqendrim doping prej 7 mol.% dhe një diametër bërthamor prej 15 μm (NA = 0.12). Në amplifikatorin kryesor, si fibër fitimi është përdorur një fibër e dyfishtë e veshur me modalitet të madh Er:ZBLAN me gjatësi 4 m, me një përqendrim dopingu prej 6 mol.% dhe një diametër të bërthamës 30 μm (NA = 0.12). Diametri më i madh i bërthamës bën që fibra e fitimit të ketë koeficient jolinear më të ulët dhe mund të përballojë fuqinë maksimale më të lartë dhe daljen e impulsit të energjisë më të madhe të impulsit. Të dy skajet e fibrës së fitimit janë shkrirë me kapakun e terminalit AlF3.