Izrāviens! Pasaulē augstākā jauda 3 μm vidējā infrasarkanā femtosekundes šķiedru lāzers

Izrāviens! Pasaules augstākā jauda 3 μm vidējā infrasarkanāfemtosekundes šķiedru lāzers

Šķiedru lāzersLai sasniegtu vidēja infrasarkanā lāzera izvadi, pirmais solis ir izvēlēties atbilstošo šķiedru matricas materiālu. Tuvās infrasarkanās šķiedras lāzeros kvarca stikla matrica ir visizplatītākais šķiedru matricas materiāls ar ļoti zemu pārraides zudumu, uzticamu mehānisko izturību un lielisku stabilitāti. Tomēr, ņemot vērā augsto fonona enerģiju (1150 cm-1), kvarca šķiedru nevar izmantot vidēja infrasarkanā lāzera pārraidei. Lai panāktu zemu infrasarkanā lāzera pārnešanu ar zemiem zaudējumiem, mums ir jāpārskata citi šķiedru matricas materiāli ar zemāku fonona enerģiju, piemēram, sulfīda stikla matrica vai fluora stikla matrica. Sulfīda šķiedrai ir zemākā fonona enerģija (apmēram 350 cm-1), taču tai ir problēma, ka dopinga koncentrāciju nevar palielināt, tāpēc tā nav piemērota lietošanai kā pastiprināšanas šķiedrai, lai radītu lāzera vidējo infrasarkano staru. Lai arī fluora stikla substrātam ir nedaudz augstāka fonona enerģija (550 cm-1) nekā sulfīda stikla substrātam, tas var sasniegt arī zemu zaudējumu pārraidi vidēja infrasarkanā lāzera ar viļņu garumu, kas mazāks par 4 μm. Vēl svarīgāk ir tas, ka fluorīda stikla substrāts var sasniegt augstu retzemju jonu dopinga koncentrāciju, kas var sniegt ieguvumu, kas nepieciešams vidēja infrasarkanā lāzera ģenerēšanai, piemēram, nobriedušākā fluorīda ZBLAN šķiedra ER3+ ir spējusi sasniegt dopinga koncentrāciju, kas koncentrēta uz dopinga koncentrāciju, kurā koncentrējas uz koncentrāciju, kas koncentrēta, koncentrējoties uz koncentrāciju, kas koncentrēta, koncentrējoties uz dopinga koncentrāciju, koncentrējoties uz koncentrāciju, kas koncentrēta uz dopinga koncentrāciju, koncentrējot koncentrāciju, kas koncentrēta uz dopinga koncentrāciju, koncentrējot koncentrāciju, kas koncentrēta uz dopinga koncentrāciju, koncentrējoties uz dopinga koncentrāciju, koncentrējot koncentrāciju, kas koncentrēta uz dopinga koncentrāciju, koncentrējoties uz dopinga koncentrāciju koncentrācija, kas koncentrēta uz dopinga koncentrāciju koncentrācija, kas koncentrējas uz dopinga koncentrāciju koncentrācija, kas koncentrējas uz dopinga koncentrāciju koncentrācija, kas koncentrējas uz dopinga koncentrāciju koncentrāciju, kas koncentrējas uz dopinga koncentrāciju, kas koncentrējas uz dopinga koncentrāciju. līdz 10 mol. Tāpēc fluora stikla matrica ir vispiemērotākais šķiedru matricas materiāls vidējās infrasarkanās šķiedras lāzeriem.

Nesen profesora Ruana Šuangčena un profesora Guo Chunyu komanda Šenženas universitātē attīstīja lieljaudas femtosekundipulsa šķiedru lāzersSastāv no 2,8 μm režīma bloķēta ER: ZBLAN šķiedru oscilatora, viena režīma ER: ZBLAN Fiber priekšpastiprinātājs un liela režīma lauks ER: ZBLAN šķiedras galvenais pastiprinātājs.
Balstoties uz vidēja infrasarkanā ultra-īsā impulsa pašompresijas un pastiprināšanas teoriju, ko kontrolē mūsu pētījumu grupas polarizācijas stāvoklis un skaitliskā simulācijas darbs, apvienojumā ar nelineāru nomākumu un lielā režīma optiskās šķiedras režīma kontroles metodēm, aktīvo dzesēšanas tehnoloģiju un pastiprināšanu Divkārša sūkņa struktūra, sistēma iegūst 2,8 μm ultra-īsas impulsa izvadi ar vidējo jaudu 8,12 W un impulsa platumu 148 FS. Starptautiskais rekords par augstāko vidējo jaudu, ko sasniegusi šī pētījumu grupa, tika vēl vairāk atsvaidzināta.

1. attēls
Struktūrafemtosekundes lāzersSistēma ir parādīta 1. attēlā. Viena režīma dubultā pārklājums ER: ZBLAN šķiedra 3,1 m garumā tika izmantota kā pastiprinājuma šķiedra priekšpastiprinātājā ar dopinga koncentrāciju 7 mol% un serdes diametru 15 μM (Na = 0,12). Galvenajā pastiprinātājā kā pastiprinājuma šķiedra tika izmantota dubultā apšuvuma lielā režīma laukā ER: ZBLAN šķiedra ar 4 m garumu ar dopinga koncentrāciju 6 mol.% Un serdes diametrs 30 μM (Na = 0,12). Lielāks serdes diametrs padara pastiprināšanas šķiedras zemāku nelineāro koeficientu un tā var izturēt lielāku maksimālo jaudu un lielāka impulsa enerģijas impulsu. Abi pastiprināšanas šķiedras gali ir sakausēti ar ALF3 termināla vāciņu.