Acoperire! Cea mai mare putere din lume 3 μm cu infraroșu mediuLaser cu fibră femtosecundă
Laser cu fibrePentru a obține o ieșire laser cu infraroșu mediu, primul pas este selectarea materialului corespunzător al matricei de fibre. În laserele cu fibre cu infraroșu aproape, matricea din sticlă de cuarț este cel mai frecvent material matricial de fibre, cu pierdere de transmisie foarte mică, rezistență mecanică fiabilă și stabilitate excelentă. Cu toate acestea, din cauza energiei fononice ridicate (1150 cm-1), fibra de cuarț nu poate fi utilizată pentru transmisia laserului cu infraroșu mediu. Pentru a obține transmiterea scăzută a laserului cu infraroșu mediu, trebuie să re-selectăm alte materiale matrice de fibre cu energie fononică mai mică, cum ar fi matricea de sticlă sulfură sau matricea de sticlă cu fluor. Fibra de sulfură are cea mai mică energie fononică (aproximativ 350 cm-1), dar are problema că concentrația de dopaj nu poate fi crescută, deci nu este potrivită pentru utilizare ca fibră de câștig pentru a genera laser cu infraroșu mediu. Deși substratul de sticlă cu fluor are o energie fononică ușor mai mare (550 cm-1) decât substratul de sticlă de sulfură, poate obține, de asemenea, transmisie cu pierderi reduse pentru laserele cu infraroșu mediu cu lungimi de undă mai mici de 4 μm. Mai important, substratul de sticlă cu fluor poate realiza o concentrație ridicată de dopaj de ioni de pământ rar, care poate oferi câștigul necesar pentru generarea laserului cu infraroșu mediu, de exemplu, cea mai matură fibră zblană de fluor pentru ER3+ a reușit să obțină o concentrație de dopaj de până la 10 mol. Prin urmare, matricea de sticlă cu fluor este cel mai potrivit material matricial de fibre pentru laserele cu fibre cu infraroșu mediu.
Recent, echipa profesorului Ruan Shuangchen și profesorul Guo Chunyu la Universitatea Shenzhen au dezvoltat o femtosecundă de mare puterelaser cu fibră de impulsuriCompus din 2,8μm ER blocat în modul: oscilator de fibre zblan, ER cu un singur mod: preamplificator de fibre zblan și câmp cu mod mare ER: amplificator principal din fibră ZBLAN.
Pe baza teoriei de auto-compresie și amplificare a pulsului ultra-scurt-scurt, controlat de starea de polarizare și de lucrările de simulare numerică a grupului nostru de cercetare, combinată cu suprimarea neliniară și metodele de control al modului de fibră optică cu mod mare, sistemul obțin 2,8 μm cu o putere de 148 cu o putere medie de 8.12w și o putere de puls de 2,8 μm de rasă FS. Recordul internațional al celei mai mari puteri medii obținute de acest grup de cercetare a fost reîmprospătat în continuare.
Figura 1 Schema de structură a ER: laser cu fibră zblan bazată pe structura MOPA
StructuraLaser femtosecundăSistemul este prezentat în figura 1. Fibra dublu-îmbrăcată cu un singur mod: fibra zblan de 3,1 m lungime a fost utilizată ca fibră de câștig în preamplificator cu o concentrație de dopaj de 7 mol.% și un diametru de miez de 15 μM (Na = 0,12). În amplificatorul principal, a fost utilizat un câmp de mod mare dublu îmbrăcat ER: fibra zblan cu o lungime de 4 m ca fibră de câștig cu o concentrație de dopaj de 6 mol.% Și un diametru de miez de 30 μM (Na = 0,12). Diametrul mai mare al miezului face ca fibra de câștig să aibă un coeficient neliniar mai mic și poate rezista la o putere de vârf mai mare și la o putere de impuls de energie mai mare a pulsului. Ambele capete ale fibrei de câștig sunt topite la capacul terminalului ALF3.
Timpul post: februarie-192024