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 ti o dagba julọ ti ZBLAN fun Er3 + ti ni anfani lati ṣaṣeyọri ifọkansi doping kan ti 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-ara-ara ati imọ-ẹrọ imudara ti aarin-infurarẹẹdi ultra-kukuru pulse ti iṣakoso nipasẹ ipo polaization ati iṣẹ kikopa nọmba ti ẹgbẹ iwadi wa, ni idapo pẹlu idinku ti kii ṣe ailopin ati awọn ọna iṣakoso ipo ti okun opiti nla-ipo, imọ-ẹrọ itutu agbaiye ti nṣiṣe lọwọ ati imudara. be ti ni ilopo-pari fifa, awọn eto gba 2.8μm olekenka-kukuru polusi o wu pẹlu ohun apapọ agbara ti 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 ilọpo-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.