Bylting! Öflugasta 3 μm mið-innrauða femtósekúndu trefjalaserinn í heimi

Bylting! Öflugasta 3 μm mið-innrauða geislunin í heimifemtósekúndu trefjalaser

TrefjalaserTil að ná fram mið-innrauðri leysigeislun er fyrsta skrefið að velja viðeigandi trefjaefni. Í nær-innrauðum trefjaleysirum er kvarsglerefni algengasta trefjaefnið með mjög lágt tap á geislun, áreiðanlegan vélrænan styrk og framúrskarandi stöðugleika. Hins vegar, vegna mikillar fonónorku (1150 cm-1), er ekki hægt að nota kvarstrefjar fyrir mið-innrauða leysigeislun. Til að ná fram litlu tapi á geislun mið-innrauða leysigeisla þurfum við að velja önnur trefjaefni með lægri fonónorku, svo sem súlfíðglerefni eða flúorglerefni. Súlfíðtrefjar hafa lægstu fonónorkuna (um 350 cm-1), en það hefur þann vanda að ekki er hægt að auka lyfjastyrkinn, þannig að þær eru ekki hentugar til notkunar sem styrkingartrefjar til að mynda mið-innrauða leysigeisla. Þó að flúorglerundirlagið hafi aðeins hærri fonónorku (550 cm-1) en súlfíðglerundirlagið, getur það einnig náð litlu tapi á geislun fyrir mið-innrauða leysigeisla með bylgjulengdir minni en 4 μm. Mikilvægara er að flúorglerundirlagið getur náð mikilli efnablöndunarþéttni sjaldgæfra jarðefnajóna, sem getur veitt þá ávinning sem þarf til að framleiða mið-innrauða leysigeisla. Til dæmis hefur þroskaðasti flúor ZBLAN trefjarinn fyrir Er3+ getað náð efnablöndunarþéttni allt að 10 mól. Þess vegna er flúorglergrunnefni hentugasta trefjagrunnsefnið fyrir mið-innrauða trefjaleysigeisla.

Nýlega þróaði teymi prófessor Ruan Shuangchen og prófessor Guo Chunyu við Shenzhen-háskóla öfluga femtósekúndumælingu.púls trefjalasersamsett úr 2,8 μm stillanlega Er:ZBLAN ljósleiðaraossillator, einhams Er:ZBLAN ljósleiðaraformagnara og stórhams Er:ZBLAN ljósleiðaraaðalmagnara.
Byggt á sjálfþjöppunar- og mögnunarkenningu um mið-innrauða ultra-stuttan púls sem stjórnað er af pólunarástandi og tölulegri hermun rannsóknarhóps okkar, ásamt ólínulegri bælingu og hamstýringaraðferðum stór-ham ljósleiðara, virkri kælingartækni og mögnunarbyggingu tvíenda dælu, nær kerfið 2,8 μm ultra-stuttum púlsútgangi með meðalafli upp á 8,12 W og púlsbreidd upp á 148 fs. Alþjóðlegt met fyrir hæsta meðalafl sem þessi rannsóknarhópur náði var enn frekar endurnýjað.

Mynd 1 Uppbyggingarmynd af Er:ZBLAN trefjalaser byggt á MOPA uppbyggingu
Uppbyggingin áfemtósekúndu leysirKerfið er sýnt á mynd 1. Einhams, tvöfaldur klæddur Er:ZBLAN ljósleiðari, 3,1 m langur, var notaður sem styrkingarljósleiðari í formagnaranum með lyfjastyrk upp á 7 mól% og kjarnaþvermál 15 μm (NA = 0,12). Í aðalmagnaranum var tvöfaldur klæddur stórhamssviðs Er:ZBLAN ljósleiðari, 4 m langur, notaður sem styrkingarljósleiðari með lyfjastyrk upp á 6 mól% og kjarnaþvermál 30 μm (NA = 0,12). Stærra kjarnaþvermál gerir það að verkum að styrkingarljósleiðarinn hefur lægri ólínulegan stuðul og þolir hærra hámarksafl og púlsúttak með meiri púlsorku. Báðir endar styrkingarljósleiðarans eru tengdir við AlF3 tengilokið.