Ett kinesiskt team har utvecklat en avstämbar Raman-fiberlaser med hög effekt på 1,2 μm band

Ett kinesiskt team har utvecklat en avstämbar Raman med hög effekt på 1,2 μm-bandetfiberlaser

Laserkällorsom arbetar i 1,2 μm-bandet har några unika tillämpningar inom fotodynamisk terapi, biomedicinsk diagnostik och syrgasavkänning. Dessutom kan de användas som pumpkällor för parametrisk generering av mellaninfrarött ljus och för att generera synligt ljus genom frekvensfördubbling. Lasrar i 1,2 μm-bandet har uppnåtts med olikafasta tillståndslasrar, inklusivehalvledarlasrar, diamant-Ramanlasrar och fiberlasrar. Bland dessa tre lasrar har fiberlaser fördelarna med enkel struktur, god strålkvalitet och flexibel drift, vilket gör den till det bästa valet för att generera 1,2 μm bandlasrar.
Nyligen har forskargruppen under ledning av professor Pu Zhou i Kina intresserat sig för högeffektsfiberlasrar i 1,2 μm-bandet. Den nuvarande högeffektsfibernlasrarär huvudsakligen ytterbiumdopade fiberlasrar i 1 μm-bandet, och den maximala uteffekten i 1,2 μm-bandet är begränsad till nivån 10 W. Deras arbete, med titeln "High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband", publicerades i Frontiers ofOptoelektronik.

FIG. 1: (a) Experimentell uppställning av en högeffekts avstämbar Raman-fiberförstärkare och (b) avstämbar slumpmässig Raman-fiberfrölaser vid 1,2 μm-bandet. PDF: fosfordopad fiber; QBH: Kvartsbulk; WDM: Våglängdsmultiplexerare; SFS: superfluorescerande fiberljuskälla; P1: port 1; P2: port 2. P3: indikerar port 3. Källa: Zhang Yang et al., Högeffekts avstämbar Raman-fiberlaser vid 1,2 μm vågband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Tanken är att använda den stimulerade Ramanspridningseffekten i en passiv fiber för att generera en högeffektslaser i 1,2 μm-bandet. Stimulerad Ramanspridning är en ickelinjär effekt av tredje ordningen som omvandlar fotoner till längre våglängder.

Figur 2: Avstämbara slumpmässiga RFL-utgångsspektra vid (a) 1065–1074 nm och (b) 1077 nm pumpvåglängder (Δλ avser 3 dB linjebredd). Källa: Zhang Yang et al., Avstämbar Raman-fiberlaser med hög effekt vid 1,2 μm vågband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Forskarna använde den stimulerade Ramanspridningseffekten i den fosfordopade fibern för att omvandla en ytterbiumdopad fiber med hög effekt i 1 μm-bandet till 1,2 μm-bandet. En Ramansignal med en effekt på upp till 735,8 W erhölls vid 1252,7 nm, vilket är den högsta uteffekten från en 1,2 μm-bandsfiberlaser som hittills rapporterats.

Figur 3: (a) Maximal uteffekt och normaliserat utspektrum vid olika signalvåglängder. (b) Fullständigt utspektrum vid olika signalvåglängder, i dB (Δλ avser 3 dB linjebredd). Källa: Zhang Yang et al., Högeffektsjusterbar Raman-fiberlaser vid 1,2 μm vågband, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figur: 4: (a) Spektrum och (b) effektutvecklingskarakteristika för en högeffekts avstämbar Raman-fiberförstärkare vid en pumpvåglängd på 1074 nm. Källa: Zhang Yang et al., Högeffekts avstämbar Raman-fiberlaser vid 1,2 μm vågband, Frontiers of Optoelectronics (2024)