Китайська команда розробила високопотужний регульований раманівський волоконний лазер із діапазоном 1,2 мкм

Китайська команда розробила високопотужний регульований раманівський діапазон 1,2 мкмволоконний лазер

Лазерні джерелаякі працюють у діапазоні 1,2 мкм, мають деякі унікальні застосування у фотодинамічній терапії, біомедичній діагностиці та датчиках кисню. 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 досягнуті різнимитвердотільні лазери, в тому числінапівпровідникові лазери, алмазні раманівські лазери та волоконні лазери. Серед цих трьох лазерів волоконний лазер має переваги простої структури, гарної якості променя та гнучкості роботи, що робить його найкращим вибором для створення лазера зі смугою 1,2 мкм.
Нещодавно дослідницька група під керівництвом професора Пу Чжоу в Китаї зацікавилася високопотужними волоконними лазерами в діапазоні 1,2 мкм. Сучасне волокно високої потужностілазериВ основному це леговані ітербієм волоконні лазери в діапазоні 1 мкм, а максимальна вихідна потужність в діапазоні 1,2 мкм обмежена рівнем 10 Вт. Їхня робота під назвою «Високопотужний регульований волоконний лазер Рамана в діапазоні хвиль 1,2 мкм» була опубліковано в Frontiers ofОптоелектроніка.

ФІГ. 1: (a) Експериментальна установка високопотужного регульованого волоконного підсилювача комбінаційного розсіювання та (b) регульованого випадкового волоконного затравочного лазера раманівського розсіювання в діапазоні 1,2 мкм. PDF: волокно з додаванням фосфору; QBH: Кварцова маса; WDM: Мультиплексор з розділенням довжини хвилі; SFS: суперфлуоресцентне волоконне джерело світла; P1: порт 1; P2: порт 2. P3: вказує на порт 3. Джерело: Zhang Yang та ін., Високопотужний регульований раманівський волоконний лазер у діапазоні хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Ідея полягає в тому, щоб використовувати ефект вимушеного комбінаційного розсіювання в пасивному волокні для створення потужного лазера в діапазоні 1,2 мкм. Вимушене комбінаційне розсіювання — це нелінійний ефект третього порядку, який перетворює фотони на більш довжину хвилі.

Малюнок 2: Настроювані випадкові вихідні спектри RFL на (a) 1065-1074 нм і (b) 1077 нм довжини хвилі накачування (Δλ стосується ширини лінії 3 дБ). Джерело: Zhang Yang та ін., Високопотужний регульований рамановський волоконний лазер у діапазоні хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Дослідники використали ефект вимушеного комбінаційного розсіювання у волокні, легованому фосфором, для перетворення потужного волокна, легованого ітербієм, із смугою 1 мкм на смугу 1,2 мкм. Раманівський сигнал із потужністю до 735,8 Вт був отриманий на 1252,7 нм, що є найвищою вихідною потужністю волоконного лазера зі смугою 1,2 мкм, зареєстрованого на сьогоднішній день.

Рисунок 3: (а) Максимальна вихідна потужність і нормований вихідний спектр на різних довжинах хвиль сигналу. (b) Повний вихідний спектр на різних довжинах хвиль сигналу, в дБ (Δλ стосується ширини лінії 3 дБ). Джерело: Zhang Yang та ін., Високопотужний регульований рамановський волоконний лазер у діапазоні хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Малюнок :4: (a) Спектр і (b) характеристики еволюції потужності потужного регульованого рамановського волоконного підсилювача при довжині хвилі накачування 1074 нм. Джерело: Zhang Yang та ін., Високопотужний регульований рамановський волоконний лазер у діапазоні хвиль 1,2 мкм, Frontiers of Optoelectronics (2024)