Китайська команда розробила потужний настроюваний волоконний раманівський лазер з діапазоном 1,2 мкм.

Китайська команда розробила потужний настроюваний раманівський спектроскоп у діапазоні 1,2 мкм.волоконний лазер

Лазерні джерелапрацюють у діапазоні 1,2 мкм, мають унікальні застосування у фотодинамічній терапії, біомедичній діагностиці та кисневому зондуванні. Крім того, їх можна використовувати як джерела накачування для параметричної генерації середнього інфрачервоного світла та для генерації видимого світла шляхом подвоєння частоти. Лазери в діапазоні 1,2 мкм були отримані з різними...твердотільні лазери, включнонапівпровідникові лазери, алмазні раманівські лазери та волоконні лазери. Серед цих трьох лазерів волоконний лазер має переваги простої структури, хорошої якості променя та гнучкості роботи, що робить його найкращим вибором для генерації лазера в діапазоні 1,2 мкм.
Нещодавно дослідницька група під керівництвом професора Пу Чжоу в Китаї зацікавилася потужними волоконними лазерами в діапазоні 1,2 мкм. Сучасні потужні волоконні лазери...лазери– це переважно волоконні лазери, леговані ітербієм, у діапазоні 1 мкм, а максимальна вихідна потужність у діапазоні 1,2 мкм обмежена рівнем 10 Вт. Їхня робота під назвою «Високопотужний настроюваний раманівський волоконний лазер у діапазоні хвиль 1,2 мкм» була опублікована у Frontiers ofОптоелектроніка.

РИС. 1: (a) Експериментальна установка потужного настроюваного волоконного підсилювача Рамана та (b) настроюваного випадкового волоконного лазера з початковим випромінюванням у діапазоні 1,2 мкм. PDF: леговане фосфором волокно; QBH: кварцовий об'єм; WDM: мультиплексор з поділом довжини хвилі; SFS: надфлуоресцентне волоконне джерело світла; P1: порт 1; P2: порт 2. P3: вказує на порт 3. Джерело: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at waveband 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Ідея полягає у використанні ефекту вимушеного комбінаційного розсіювання в пасивному волокні для генерації потужного лазера в діапазоні 1,2 мкм. Вимушене комбінаційне розсіювання – це нелінійний ефект третього порядку, який перетворює фотони на довші хвилі.

Рисунок 2: Спектри настроюваного випадкового виходу RFL на довжинах хвиль накачування (a) 1065-1074 нм та (b) 1077 нм (Δλ означає ширину лінії 3 дБ). Джерело: Zhang Yang et al., Високопотужний настроюваний волоконний раманівський лазер у смузі хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Дослідники використали ефект вимушеного комбінаційного розсіювання у волокні, легованому фосфором, для перетворення потужного волокна, легованого ітербієм, у діапазоні 1 мкм у діапазон 1,2 мкм. Сигнал комбінаційного розсіювання потужністю до 735,8 Вт був отриманий на довжині хвилі 1252,7 нм, що є найвищою вихідною потужністю волоконного лазера в діапазоні 1,2 мкм, про яку повідомлялося на сьогодні.

Рисунок 3: (a) Максимальна вихідна потужність та нормалізований спектр вихідного сигналу на різних довжинах хвиль сигналу. (b) Повний спектр вихідного сигналу на різних довжинах хвиль сигналу, в дБ (Δλ означає ширину лінії 3 дБ). Джерело: Zhang Yang et al., Високопотужний настроюваний волоконний раманівський лазер у смузі хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Рисунок :4: (a) Спектр та (b) характеристики зміни потужності потужного настроюваного волоконного підсилювача Рамана на довжині хвилі накачування 1074 нм. Джерело: Чжан Ян та ін., Високопотужний настроюваний волоконний лазер Рамана в смузі хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024)