Gjennombrudd! Verdens høyeste kraft 3 μm midtinfrarød femtosekund fiberlaser

Gjennombrudd! Verdens høyeste kraft 3 μm midtinfrarødfemtosekund fiberlaser

FiberlaserFor å oppnå midtinfrarød laserutgang, er det første trinnet å velge riktig fibermatriksmateriale. I nesten-infrarøde fiberlasere er kvartsglassmatrise det vanligste fibermatriksmaterialet med veldig lavt overføringstap, pålitelig mekanisk styrke og utmerket stabilitet. På grunn av den høye fononenergien (1150 cm-1), kan imidlertid ikke kvartsfiber brukes til midtinfrarød laseroverføring. For å oppnå lavt tapsoverføring av midtinfrarød laser, må vi velge andre fibermatriksmaterialer med lavere fononenergi, for eksempel sulfidglassmatrise eller fluor glassmatrise. Sulfidfiber har den laveste fononenergien (ca. 350 cm-1), men det har problemet at dopingkonsentrasjonen ikke kan økes, så den er ikke egnet for bruk som gevinstfiber for å generere midtinfrarød laser. Selv om fluorglasssubstratet har en litt høyere fononenergi (550 cm-1) enn sulfidglassunderlaget, kan det også oppnå lave tapsoverføring for midtinfrarøde lasere med bølgelengder mindre enn 4 μm. Enda viktigere er at fluorglasssubstratet kan oppnå en høy sjelden jord-dopingkonsentrasjon, som kan gi forsterkningen som kreves for midtinfrarød lasergenerering, for eksempel den mest modne fluor-zblan-fiberen for ER3+ har vært i stand til å oppnå en dopingkonsentrasjon på opptil 10 mol. Derfor er fluorglassmatrise det mest passende fibermatriksmaterialet for midtinfrarøde fiberlasere.

Nylig utviklet teamet til professor Ruan Shuangchen og professor Guo Chunyu ved Shenzhen University en høykraft femtosekondPulsfiberlaserSammensatt av 2,8μM moduslåst ER: Zblan Fiber Oscillator, enkeltmodus ER: Zblan Fiber Forforsterker og felt med stor modus: Zblan Fiber Main Amplifier.
Basert på selvkompresjonen og forsterkningsteorien til midtinfrarød ultra-kort puls kontrollert av polarisasjonstilstand og numerisk simuleringsarbeid i vår forskningsgruppe, kombinert med ikke-lineær undertrykkelse og modus kontrollmetoder for stormodus optisk fiber, aktivt av en μ μ-pul av en gjennomsnittlig kraft av en gjennomsnittlig pul. fs. Den internasjonale posten over den høyeste gjennomsnittlige kraften oppnådd av denne forskningsgruppen ble ytterligere oppdatert.

Figur 1 Strukturdiagram over ER: Zblan Fiber Laser basert på MOPA -struktur
Strukturen tilfemtosekund laserSystemet er vist i figur 1.. Enkodens dobbeltkledd ER: zblan-fiber på 3,1 m lengde ble brukt som forsterkningsfiber i forforsterkeren med en dopingkonsentrasjon på 7 mol.% og en kjernediameter på 15 um (Na = 0,12). I hovedforsterkeren ble et dobbeltkledd stort modusfelt: zblan -fiber med en lengde på 4 m brukt som forsterkningsfiber med en dopingkonsentrasjon på 6 mol.% Og en kjernediameter på 30 μm (Na = 0,12). Den større kjernediameteren gjør at forsterkningsfiberen har lavere ikke -lineær koeffisient og tåler høyere toppkraft og pulsutgang av større pulsenergi. Begge ender av forsterkningsfiberen er smeltet sammen til Alf3 -terminalen.