Kalamposan! Ang pinakataas nga gahum sa kalibutan 3 μm mid-infrared femtosecond fiber laser

Kalamposan! Ang pinakataas nga gahum sa kalibutan 3 μm mid-infraredfemtosecond fiber laser

Fiber laseraron makab-ot ang mid-infrared laser output, ang unang lakang mao ang pagpili sa angay nga fiber matrix nga materyal. Sa duol nga infrared fiber lasers, ang quartz glass matrix mao ang labing komon nga fiber matrix nga materyal nga adunay ubos kaayo nga pagkawala sa transmission, kasaligan nga mekanikal nga kusog ug maayo kaayo nga kalig-on. Bisan pa, tungod sa taas nga enerhiya sa phonon (1150 cm-1), ang quartz fiber dili magamit alang sa mid-infrared laser transmission. Aron makab-ot ang ubos nga pagkawala sa transmission sa mid-infrared laser, kinahanglan natong pilion pag-usab ang ubang fiber matrix nga mga materyales nga adunay ubos nga phonon energy, sama sa sulfide glass matrix o fluoride glass matrix. Ang sulfide fiber adunay labing ubos nga enerhiya sa phonon (mga 350 cm-1), apan kini adunay problema nga ang konsentrasyon sa doping dili madugangan, mao nga dili kini angay nga gamiton ingon usa ka gain fiber aron makamugna ang mid-infrared laser. Bisan tuod ang fluoride glass substrate adunay gamay nga mas taas nga phonon energy (550 cm-1) kay sa sulfide glass substrate, mahimo usab nga makab-ot ang low-loss transmission alang sa mid-infrared laser nga adunay wavelength nga ubos sa 4 μm. Labaw sa tanan, ang fluoride nga bildo substrate makab-ot ang usa ka taas nga talagsaon nga yuta ion doping konsentrasyon, nga makahatag sa ganansya nga gikinahanglan alang sa tunga-tunga-infrared laser kaliwatan, alang sa panig-ingnan, ang labing hamtong nga fluoride ZBLAN fiber alang sa Er3 + nakahimo sa pagkab-ot sa usa ka doping konsentrasyon sa hangtod sa 10 mol. Busa, ang fluoride glass matrix mao ang labing angay nga fiber matrix nga materyal alang sa mid-infrared fiber lasers.

Bag-ohay lang, ang team ni Propesor Ruan Shuangchen ug Propesor Guo Chunyu sa Shenzhen University nakamugna og high-power femtosecondpulso fiber lasergilangkuban sa 2.8μm mode-locked Er: ZBLAN fiber oscillator, single-mode Er: ZBLAN fiber preamplifier ug dako-mode field Er: ZBLAN fiber main amplifier.
Base sa self-compression ug amplification theory sa mid-infrared ultra-short pulse nga kontrolado sa polarization state ug numerical simulation work sa among research group, inubanan sa nonlinear suppression ug mode control method sa large-mode optical fiber, active cooling technology ug amplification istruktura sa double-ended pump, ang sistema makakuha 2.8μm ultra-mubo nga pulso output uban sa usa ka average nga gahum sa 8.12W ug usa ka pulso gilapdon sa 148 fs. Ang internasyonal nga rekord sa labing taas nga average nga gahum nga nakab-ot sa kini nga grupo sa panukiduki labi nga nabag-o.

Figure 1 Structure diagram sa Er: ZBLAN fiber laser base sa MOPA structure
Ang istruktura safemtosecond nga lasersistema gipakita sa Figure 1. Ang single-mode double-clad Er: ZBLAN fiber nga 3.1 m ang gitas-on gigamit isip gain fiber sa preamplifier nga adunay doping concentration nga 7 mol.% ug usa ka core diameter nga 15 μm (NA = 0.12). Sa nag-unang amplifier, usa ka double clad dako nga mode field Er: ZBLAN fiber nga adunay gitas-on nga 4 m gigamit ingon nga gain fiber nga adunay doping nga konsentrasyon nga 6 mol.% ug usa ka core diameter nga 30 μm (NA = 0.12). Ang mas dako nga core diameter naghimo sa gain fiber nga adunay ubos nga nonlinear coefficient ug makasugakod sa mas taas nga peak power ug pulse output sa mas dako nga pulse energy. Ang duha ka tumoy sa gain fiber gisagol sa AlF3 terminal cap.