Avanzata ! U laser di fibra femtosecondu à infrarossi medii di 3 μm più altu di u mondu

Avanzata ! A più alta putenza di u mondu 3 μm mid-infraredlaser à fibre femtosecondi

Laser à fibreper ghjunghje l'output laser mid-infrared, u primu passu hè di selezziunà u materiale matrice di fibra apprupriatu. In i laser di fibra vicinu à l'infrared, a matrice di vetru di quartz hè u materiale di matrice di fibra più cumuni cù una perdita di trasmissione assai bassa, una forza meccanica affidabile è una stabilità eccellente. Tuttavia, per via di l'alta energia di fonone (1150 cm-1), a fibra di quartz ùn pò micca esse usata per a trasmissione laser à infrarossi. In ordine per ghjunghje sin'à trasmissioni bassu perdita di laser mid-infrared, avemu bisognu di ri-selezziunà àutri materiali matrice fibre cù energia phonon bassu, cum'è matrice di vetru sulfuru o matrice di vetru fluoruratu. A fibra di sulfuru hà l'energia di u fonone più bassu (circa 350 cm-1), ma hà u prublema chì a cuncentrazione di doping ùn pò micca esse aumentata, per quessa ùn hè micca adattatu per l'usu di fibra di guadagnu per generà laser infrared mid-infrared. Ancu s'è u sustrato di vetru di fluoruru hà una energia di fonone ligeramente più altu (550 cm-1) cà u sustrato di vetru sulfuru, pò ancu ottene una trasmissione à bassa perdita per i laser à infrarossi medii cù lunghezze d'onda di menu di 4 μm. A più impurtante, u substratu di vetru di fluoru pò ottene una alta concentrazione di doping di ioni di terra rara, chì pò furnisce u guadagnu necessariu per a generazione di laser in infrarossi medii, per esempiu, a fibra ZBLAN di fluoru più matura per Er3 + hè stata capace di ottene una concentrazione di doping di finu à 10 mol. Dunque, a matrice di vetru di fluoru hè u materiale di matrice di fibra più adattatu per i laser di fibra infrarossa media.

Recentemente, a squadra di u prufessore Ruan Shuangchen è u prufessore Guo Chunyu in l'Università di Shenzhen hà sviluppatu un femtosecondu d'alta putenza.laser à fibre pulsecumpostu da 2.8μm modu-locked Er: oscillator fibre ZBLAN, unicu-mode Er: preamplifier fibre ZBLAN è grande-mode campu Er:ZBLAN fibre principale amplificatore.
Basatu nantu à a teoria di l'auto-compressione è l'amplificazione di l'impulsu ultra-cortu infrarossu mediu cuntrullata da u statu di polarizazione è u travagliu di simulazione numerica di u nostru gruppu di ricerca, cumminata cù i metudi di suppressione non lineari è di cuntrollu di modalità di fibra ottica grande-mode, tecnulugia di raffreddamentu attivu è amplificazione. struttura di pompa a doppia punta, u sistema ottene 2.8μm impulsu ultra-cortu cù una putenza media di 8.12W è una larghezza di impulsu di 148 fs. U record internaziunale di u più altu putere mediu ottenutu da stu gruppu di ricerca hè statu rinfrescatu più.

Figura 1 Schema di struttura di Er:ZBLAN laser fibre basatu nantu à struttura MOPA
A struttura di ulaser femtoseconduU sistema hè mostratu in a Figura 1. A fibra Er: ZBLAN duppiu monomodale di 3,1 m di lunghezza hè stata utilizata cum'è a fibra di guadagnu in u preamplificatore cù una concentrazione di doping di 7 mol.% è un diametru di core di 15 μm (NA = 0,12). In l'amplificatore principalu, una fibra di grandezza Er:ZBLAN cù una lunghezza di 4 m hè stata utilizata cum'è a fibra di guadagnu cù una concentrazione di doping di 6 mol.% è un diametru di core di 30 μm (NA = 0,12). U diametru di u core più grande face chì a fibra di guadagnu hà un coefficientu non lineare più bassu è pò sustene a putenza di piccu più altu è a produzzione di impulsi di energia di impulsu più grande. E duie estremità di a fibra di guadagnu sò fuse à u capu di terminal AlF3.