Sub-20 femtosecond makita nga kahayag tunable pulsed laser tinubdan

Sub-20 femtosecond nga makita nga kahayagtunable pulsed laser tinubdan

Bag-ohay lang, usa ka research team gikan sa UK nagpatik sa usa ka bag-ong pagtuon, nga nagpahibalo nga sila malampuson nga nakahimo sa usa ka tunable megawatt-level sub-20 femtosecond makita nga kahayag tunablepulsed laser tinubdan. Kini nga pulsed laser tinubdan, ultrafastfiber laserAng sistema makahimo sa pagmugna og mga pulso nga adunay tunable wavelengths, ultra-mubo nga mga gidugayon, kusog nga ingon ka taas sa 39 nanojoules, ug peak power nga labaw sa 2 megawatts, nagbukas sa bag-ong mga prospect sa aplikasyon alang sa mga natad sama sa ultrafast spectroscopy, biological imaging, ug industriyal nga pagproseso.

Ang kinauyokan nga highlight niini nga teknolohiya anaa sa kombinasyon sa duha ka cutting-edge nga mga pamaagi: "Gain-Managed nonlinear Amplification (GMNA)" ug "Resonant Dispersive Wave (RDW) emission". Kaniadto, aron makuha ang ingon nga mga high-performance tunable ultrashshort pulses, ang mahal ug komplikado nga titanium-sapphire laser o optical parametric amplifier kasagarang gikinahanglan. Kini nga mga himan dili lamang mahal, dako, ug lisud nga mamentinar, apan limitado usab sa ubos nga mga rate sa pagbalik-balik ug mga han-ay sa pag-tune. Ang all-fiber nga solusyon nga naugmad niining panahona dili lamang sa kamahinungdanon nagpayano sa sistema sa arkitektura apan usab sa hilabihan nga pagkunhod sa gasto ug pagkakomplikado. Gitugotan niini ang direkta nga henerasyon sa sub-20 femtosecond, tunable sa 400 hangtod 700 nanometer ug lapas pa sa mga high-power pulse sa taas nga frequency sa pagbalik-balik nga 4.8 MHz. Ang grupo sa panukiduki nakab-ot kini nga kalampusan pinaagi sa usa ka tukma nga gidisenyo nga arkitektura sa sistema. Una, gigamit nila ang usa ka hingpit nga polarization-preserve nga mode-locked ytterbium fiber oscillator base sa nonlinear amplification ring mirror (NALM) isip tinubdan sa binhi. Kini nga disenyo dili lamang nagsiguro sa long-term nga kalig-on sa sistema, apan usab sa paglikay sa degradation problema sa pisikal nga saturated absorbers. Human sa preamplification ug pulse compression, ang mga pulso sa binhi gipaila-ila ngadto sa yugto sa GMNA. Ang GMNA naggamit sa self-phase modulation ug longhitudinal asymmetric gain distribution sa optical fibers aron makab-ot ang spectral broadening ug makamugna og ultrashort pulses nga adunay hapit hingpit nga linear chirp, nga sa katapusan gi-compress ngadto sa sub-40 femtoseconds pinaagi sa grating pairs. Atol sa yugto sa henerasyon sa RDW, gigamit sa mga tigdukiduki ang kaugalingon nga gidisenyo ug gigama ang siyam ka resonator nga anti-resonance hollow-core fibers. Kini nga matang sa optical fiber adunay hilabihan ka ubos nga pagkawala sa pump pulse band ug ang makita nga kahayag nga rehiyon, nga makapahimo sa enerhiya nga episyente nga makabig gikan sa bomba ngadto sa nagkatibulaag nga balud ug makalikay sa interference nga gipahinabo sa high-loss resonant band. Ubos sa kamalaumon nga mga kondisyon, ang dispersion wave pulse energy output sa sistema makaabot sa 39 nanojoules, ang pinakamubo nga pulse width mahimong moabot sa 13 femtoseconds, ang peak power mahimong ingon ka taas sa 2.2 megawatts, ug ang energy conversion efficiency mahimong ingon ka taas sa 13%. Ang labi pa nga makapahinam mao nga pinaagi sa pag-adjust sa presyur sa gas ug mga parameter sa fiber, ang sistema dali nga mapadako sa ultraviolet ug infrared nga mga banda, nga makab-ot ang wideband tuning gikan sa lawom nga ultraviolet hangtod sa infrared.

Kini nga panukiduki dili lamang adunay hinungdanon nga importansya sa sukaranan nga natad sa photonics, apan nagbukas usab usa ka bag-ong kahimtang alang sa natad sa industriya ug aplikasyon. Pananglitan, sa mga natad sama sa multi-photon microscopy imaging, ultrafast time-resolved spectroscopy, pagproseso sa materyal, precision medicine, ug ultrafast nonlinear optics nga panukiduki, kining compact, episyente, ug barato nga bag-ong matang sa ultrafast nga tinubdan sa kahayag maghatag sa mga tiggamit og wala pa sukad nga mga himan ug pagka-flexible. Ilabi na sa mga senaryo nga nanginahanglan taas nga mga rate sa pagbalik-balik, kusog sa peak ug ultra-mubo nga mga pulso, kini nga teknolohiya sa walay duhaduha mas kompetisyon ug adunay mas dako nga potensyal sa promosyon kumpara sa tradisyonal nga titanium-sapphire o optical parametric amplification system.

Sa umaabot, ang research team nagplano sa dugang nga optimize sa sistema, sama sa integration sa kasamtangan nga arkitektura nga naglangkob sa daghang mga free-space optical components ngadto sa optical fibers, o bisan sa paggamit sa usa ka Mamyshev oscillator sa pag-ilis sa kasamtangan nga oscillator ug amplifier kombinasyon, aron makab-ot ang miniaturization ug integration sa sistema. Dugang pa, pinaagi sa pagpahiangay sa lainlaing mga lahi sa anti-resonance fibers, pagpaila sa Raman nga aktibo nga mga gas ug frequency pagdoble nga mga module, kini nga sistema gilauman nga mapalapad sa usa ka mas lapad nga banda, nga naghatag sa tanan nga fiber, wideband, ultrafast nga mga solusyon sa laser alang sa daghang mga natad sama sa ultraviolet, makita nga kahayag ug infrared.

Figure 1. Schematic diagram sa tuning sa pulsed laser