Svolta! U laser à fibra femtosecondi à infrarossu mediu di 3 μm di a più alta putenza di u mondu

Svolta! L'infrarossu mediu di 3 μm di putenza più alta di u mondulaser à fibra à femtosecondu

Laser à fibraPer ottene un output laser à infrarossu mediu, u primu passu hè di selezziunà u materiale di matrice di fibra adattatu. In i laser à fibra à infrarossu vicinu, a matrice di vetru di quarzu hè u materiale di matrice di fibra più cumunu cù una perdita di trasmissione assai bassa, una resistenza meccanica affidabile è una stabilità eccellente. Tuttavia, per via di l'alta energia fononica (1150 cm-1), a fibra di quarzu ùn pò esse aduprata per a trasmissione laser à infrarossu mediu. Per ottene una trasmissione à bassa perdita di laser à infrarossu mediu, avemu bisognu di riscellie altri materiali di matrice di fibra cù una energia fononica più bassa, cum'è a matrice di vetru sulfuratu o a matrice di vetru fluoruratu. A fibra sulfurata hà l'energia fononica più bassa (circa 350 cm-1), ma hà u prublema chì a cuncentrazione di doping ùn pò esse aumentata, dunque ùn hè micca adatta per l'usu cum'è fibra di guadagnu per generà laser à infrarossu mediu. Ancu s'è u substratu di vetru fluoruratu hà una energia fononica ligeramente più alta (550 cm-1) cà u substratu di vetru sulfuratu, pò ancu ottene una trasmissione à bassa perdita per i laser à infrarossu mediu cù lunghezze d'onda inferiori à 4 μm. Più impurtante, u sustratu di vetru fluoruru pò ottene una alta concentrazione di doping di ioni di terre rare, chì pò furnisce u guadagnu necessariu per a generazione di laser à infrarossi medi, per esempiu, a fibra ZBLAN fluoruru più matura per Er3+ hè stata capace di ottene una concentrazione di doping finu à 10 mol. Dunque, a matrice di vetru fluoruru hè u materiale di matrice di fibra più adattatu per i laser à fibra à infrarossi medi.

Recentemente, a squadra di u prufessore Ruan Shuangchen è di u prufessore Guo Chunyu à l'Università di Shenzhen hà sviluppatu un femtosecondi d'alta putenzalaser à fibra à impulsicumpostu da un oscillatore di fibra Er:ZBLAN à modu bluccatu di 2,8 μm, un preamplificatore di fibra Er:ZBLAN monomodale è un amplificatore principale di fibra Er:ZBLAN à campu di grande modu.
Basatu annantu à a teoria di l'autocompressione è di l'amplificazione di l'impulsi ultracorti à infrarossu mediu cuntrullati da u statu di polarizazione è u travagliu di simulazione numerica di u nostru gruppu di ricerca, cumminatu cù i metudi di soppressione non lineare è di cuntrollu di modu di fibra ottica à grande modu, a tecnulugia di raffreddamentu attivu è a struttura di amplificazione di a pompa à doppia estremità, u sistema ottiene un output d'impulsi ultracorti di 2,8 μm cù una putenza media di 8,12 W è una larghezza d'impulsu di 148 fs. U record internaziunale di a più alta putenza media ottenuta da questu gruppu di ricerca hè statu ulteriormente rinfrescatu.

Figura 1 Diagramma di struttura di u laser à fibra Er:ZBLAN basatu annantu à a struttura MOPA
A struttura di ulaser à femtoseconduU sistema hè mostratu in a Figura 1. A fibra Er:ZBLAN à doppia rivestitura monomodale di 3,1 m di lunghezza hè stata aduprata cum'è fibra di guadagnu in u preamplificatore cù una cuncentrazione di dopante di 7 mol.% è un diametru di u core di 15 μm (NA = 0,12). In l'amplificatore principale, una fibra Er:ZBLAN à campu di grande modu à doppia rivestitura cù una lunghezza di 4 m hè stata aduprata cum'è fibra di guadagnu cù una cuncentrazione di dopante di 6 mol.% è un diametru di u core di 30 μm (NA = 0,12). U diametru di u core più grande face chì a fibra di guadagnu abbia un coefficientu non lineare più bassu è pò suppurtà una putenza di piccu più elevata è una uscita d'impulsi di energia d'impulsi più grande. E duie estremità di a fibra di guadagnu sò fuse à u cappucciu di u terminale AlF3.