Genombrott! Världens högsta kraft 3 μm mitten av infraröd femtosekundfiberlaser

Genombrott! Världens högsta kraft 3 μm i mitten av infrarödfemtosekundfiberlaser

FiberlaserFör att uppnå mitt-infraröd laserutgång är det första steget att välja lämpligt fibermatrismaterial. I nästan infraröda fiberlasrar är kvartsglasmatris det vanligaste fibermatrismaterialet med mycket låg överföringsförlust, tillförlitlig mekanisk styrka och utmärkt stabilitet. På grund av den höga fononenergin (1150 cm-1) kan kvartsfiber emellertid inte användas för mid-infraröd laseröverföring. För att uppnå låg förlustöverföring av mid-infraröd laser måste vi välja andra fibermatrismaterial med lägre fononenergi, såsom sulfidglasmatris eller fluoridglasmatris. Sulfidfiber har den lägsta fononenergin (cirka 350 cm-1), men den har problemet att dopingkoncentrationen inte kan ökas, så den är inte lämplig för användning som en förstärkningsfiber för att generera mitt-infraröd laser. Även om fluoridglasunderlaget har en något högre fononenergi (550 cm-1) än sulfidglasunderlaget, kan det också uppnå låg förlustöverföring för mitten av infraröda lasrar med våglängder mindre än 4 μm. Ännu viktigare är att fluoridglasunderlaget kan uppnå en hög sällsynt jon-dopingkoncentration, som kan ge den förstärkning som krävs för mitten-infraröd lasergenerering, till exempel den mest mogna fluorid-zblanfiber för ER3+ har kunnat uppnå en dopingkoncentration av upp till 10 mol. Därför är fluoridglasmatris det mest lämpliga fibermatrismaterialet för mitten av infraröda fiberlasrar.

Nyligen utvecklade teamet av professor Ruan Shuangchen och professor Guo Chunyu vid Shenzhen University en högkraft femtosekundpulsfiberlaserSammansatt av 2,8 um-lägeslåst ER: ZBLAN-fiberoscillator, ER-läge med en enda läge: Zblan-fiberförförstärkare och fält med stor läge: Zblan Fiber Huvudförstärkare.
Baserat på självkomprimerings- och amplifieringsteorin för mitten av infraröd ultra-kort puls som kontrolleras av polarisationstillstånd och numerisk simuleringsarbete i vår forskningsgrupp, i kombination med icke-linjär undertryckning och läge för mod för en genomsnittlig pulsutbildning med en genomsnittlig puls-puls med en genomsnittlig puls-puls med en genomsnittlig puls-puls med en genomsnittlig puls-puls. Den internationella posten för den högsta genomsnittliga kraften som uppnåtts av denna forskningsgrupp uppdaterades ytterligare.

Figur 1 Strukturdiagram över ER: ZBLAN -fiberlaser baserat på MOPA -struktur
Strukturen påfemtosekundslaserSystemet visas i figur 1. Enkelläge dubbelklädda ER: Zblanfiber med 3,1 m längd användes som förstärkningsfiber i förförstärkaren med en dopingkoncentration av 7 mol% och en kärndiameter på 15 μM (Na = 0,12). I huvudförstärkaren användes ett dubbelklädd stort lägesfält: Zblanfiber med en längd av 4 m som förstärkningsfiber med en dopingkoncentration av 6 mol% och en kärndiameter på 30 μM (Na = 0,12). Den större kärndiametern gör att förstärkningsfiber har lägre olinjär koefficient och tål högre toppeffekt och pulsutgång av större pulsenergi. Båda ändarna av förstärkningsfiber smälts till ALF3 -terminallocket.