Proveržis! Didžiausia pasaulyje galia 3 μm vidurio infraraudonųjų spindulių femtosekundės pluošto lazeris

Proveržis! Didžiausia pasaulyje galia 3 μm vidurio infraraudonųjų spinduliųfemtosekundės pluošto lazeris

Pluošto lazerisNorint pasiekti vidurio infraraudonųjų spindulių lazerio išėjimą, pirmasis žingsnis yra pasirinkti tinkamą pluošto matricos medžiagą. Artimoje infraraudonųjų spindulių pluošto lazeriuose kvarco stiklo matrica yra labiausiai paplitusi pluošto matricos medžiaga, labai maža perdavimo nuostoliai, patikimas mechaninis stipris ir puikus stabilumas. Tačiau dėl didelės fonono energijos (1150 cm-1) kvarco pluoštas negali būti naudojamas vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio perdavimui. Norėdami pasiekti mažo praradimo vidurio infraraudonųjų spindulių lazerio perdavimą, turime iš naujo pasirinkti kitas pluošto matricos medžiagas su mažesne fonono energija, pavyzdžiui, sulfido stiklo matrica arba fluoro stiklo matrica. Sulfido pluoštas turi mažiausią fonono energiją (apie 350 cm-1), tačiau jis turi problemą, kad dopingo koncentracijos negalima padidinti, todėl ji nėra tinkama naudoti kaip padidėjimo pluoštas, kad būtų galima generuoti vidurio infraraudonųjų spindulių lazerį. Nors fluoro stiklo substratas turi šiek tiek didesnę fonono energiją (550 cm-1) nei sulfido stiklo substratas, jis taip pat gali pasiekti mažų nuostolių perdavimą vidutinio infraraudonųjų spindulių lazeriams, kurių bangos ilgis yra mažesnis nei 4 μm. Dar svarbiau, kad fluoro stiklo substratas gali pasiekti didelę retos žemės jonų dopingo koncentraciją, kuri gali suteikti padidėjimą, reikalingą vidutinio infraraudonųjų spindulių lazerio susidarymui, pavyzdžiui, subrendusį fluoro zblan pluoštą ER3+ sugebėjo pasiekti dopingo koncentraciją iki 10 molių. Todėl fluoro stiklo matrica yra tinkamiausia pluošto matricos medžiaga, skirta vidurio infraraudonųjų spindulių pluošto lazeriams.

Neseniai profesoriaus Ruano Shuangcheno ir profesoriaus Guo Chunyu komanda Šenzeno universitete sukūrė didelės galios femtosekundęimpulsų pluošto lazerisSusidengęs iš 2,8 μm režimo užrakinto ER: ZBLAN pluošto osciliatorius, vieno režimo ER: ZBLAN pluošto išankstinis stiprintuvas ir didelio režimo laukas ER: Zblan pluošto pagrindinis stiprintuvas.
Remiantis vidutinės infraraudonųjų spindulių impulsų, kontroliuojamų mūsų tyrimų grupės poliarizacijos būsenos, savęs compresijos ir amplifikacijos teorija, kontroliuojama mūsų tyrimų grupės poliarizacijos būsenos ir skaitmeninio modeliavimo darbų, kartu su netiesiniu slopinimu ir režimo valdymo metodais didelio režimo optinio pluošto, aktyviosios aušinimo technologijos ir amplifikacijos struktūros, esančios dvigubos pompos, o sistema-2,8 μm UltrA-S-Mort Pulse. Tarptautinis aukščiausios vidutinės galios, kurią pasiekė ši tyrimų grupė, rekordas buvo dar labiau atnaujintas.

1 paveikslas ER struktūros schema: Zblan pluošto lazeris, pagrįstas MOPA struktūra
The structure of thefemtosekundės lazerisSistema parodyta 1 paveiksle. Vieno režimo dvigubai apskaitos ER: 3,1 m ilgio zblan pluoštas buvo naudojamas kaip stiprinimo pluoštas išankstiniame stiprintuve, kurio dopingo koncentracija buvo 7 mol.%, o šerdies skersmuo 15 μm (Na = 0,12). Pagrindiniame stiprintuve buvo naudojamas dvigubai plakiruotas didelio režimo laukas ER: Zblan pluoštas, kurio ilgis buvo 4 m, buvo naudojamas kaip stiprinimo pluoštas, kurio dopingo koncentracija buvo 6 mol.%, O šerdies skersmuo - 30 μm (Na = 0,12). Dėl didesnio šerdies skersmens padidėjimo pluoštas turi mažesnį netiesinį koeficientą ir gali atlaikyti didesnę smailės galią ir didesnės impulsų impulsų išėjimą. Abu stiprinimo pluoštų galai yra sulieti su ALF3 terminalo dangteliu.