Apejuwe! Agbara to ga julọ ni agbaye 3 μm aarin-infurarẹẹdi femtosecond fiber laser

Apejuwe! Agbara to ga julọ ni agbaye 3 μm aarin-infurarẹẹdifemtosecond okun lesa

Okun lesalati ṣaṣeyọri iṣelọpọ laser infurarẹẹdi aarin, igbesẹ akọkọ ni lati yan ohun elo matrix okun ti o yẹ. Ni awọn lasers okun infurarẹẹdi ti o sunmọ, matrix gilasi quartz jẹ ohun elo matrix okun ti o wọpọ julọ pẹlu pipadanu gbigbe kekere pupọ, agbara ẹrọ igbẹkẹle ati iduroṣinṣin to dara julọ. Sibẹsibẹ, nitori agbara phonon giga (1150 cm-1), okun quartz ko le ṣee lo fun gbigbe laser aarin-infurarẹẹdi. Lati le ṣaṣeyọri gbigbe ipadanu kekere ti laser aarin-infurarẹẹdi, a nilo lati tun yan awọn ohun elo matrix okun miiran pẹlu agbara phonon kekere, gẹgẹbi matrix gilasi sulfide tabi matrix gilasi fluoride. Sulfide fiber ni agbara phonon ti o kere julọ (nipa 350 cm-1), ṣugbọn o ni iṣoro pe ifọkansi doping ko le pọ si, nitorinaa ko dara fun lilo bi okun ere lati ṣe ina laser aarin-infurarẹẹdi. Botilẹjẹpe sobusitireti gilasi fluoride ni agbara phonon ti o ga diẹ (550 cm-1) ju sobusitireti gilasi sulfide lọ, o tun le ṣaṣeyọri gbigbe ipadanu kekere fun awọn lasers infurarẹẹdi aarin pẹlu awọn gigun ti o kere ju 4 μm. Ni pataki julọ, sobusitireti gilasi fluoride le ṣaṣeyọri ifọkansi doping ion toje giga, eyiti o le pese ere ti o nilo fun iran laser infurarẹẹdi aarin, fun apẹẹrẹ, okun fluoride fluoride ti o dagba julọ fun Er3 + ti ni anfani lati ṣaṣeyọri ifọkansi doping ti o to 10 mol. Nitorinaa, matrix gilasi fluoride jẹ ohun elo matrix okun ti o dara julọ fun awọn laser okun infurarẹẹdi aarin.

Laipẹ, ẹgbẹ ti Ọjọgbọn Ruan Shuangchen ati Ọjọgbọn Guo Chunyu ni Ile-ẹkọ giga Shenzhen ni idagbasoke femtosecond giga-gigapolusi okun lesati o wa ni titiipa ipo 2.8μm Er: ZBLAN fiber oscillator, ipo ẹyọkan Eri:ZBLAN fiber preamplifier ati aaye ipo-nla Eri:ZBLAN fiber main ampilifaya.
Da lori imọ-ara-funmorawon ati ilana imudara ti aarin-infurarẹẹdi olekenka-kukuru pulse ti iṣakoso nipasẹ ipo polarization ati iṣẹ kikopa nọmba ti ẹgbẹ iwadi wa, ni idapo pẹlu idinku ti kii ṣe oju-iwe ati awọn ọna iṣakoso ipo ti okun opiti nla-ipo, imọ-ẹrọ itutu agbaiye ti nṣiṣe lọwọ ati eto imudara ti fifa soke-meji, eto naa gba iṣelọpọ agbara 2.8μrt ni iwọn 2.8μrt iwọn didun agbara. 8.12W ati ki o kan polusi iwọn ti 148 fs. Igbasilẹ ti kariaye ti apapọ agbara apapọ ti o waye nipasẹ ẹgbẹ iwadii yii jẹ itunu siwaju.

Aworan 1 Eto apẹrẹ ti Er:ZBLAN fiber laser da lori eto MOPA
Awọn be ti awọnlesa abo-kejieto ti han ni Nọmba 1. Ipo-ẹyọkan ni ilopo-aṣọ Er: okun ZBLAN ti ipari 3.1 m ni a lo bi okun ere ni preamplifier pẹlu ifọkansi doping ti 7 mol.% ati iwọn ila opin ti 15 μm (NA = 0.12). Ninu ampilifaya akọkọ, aaye ipo nla ti o ni ilọpo meji Eri: okun ZBLAN pẹlu ipari ti 4 m ni a lo bi okun ere pẹlu ifọkansi doping ti 6 mol.% ati iwọn ila opin ti 30 μm (NA = 0.12). Iwọn ila opin mojuto ti o tobi julọ jẹ ki okun ere ni alasọdipupo alaiṣedeede kekere ati pe o le koju agbara tente oke giga ati iṣelọpọ pulse ti agbara pulse nla. Awọn opin mejeeji ti okun ere jẹ idapọ si fila ebute AlF3.