Trochbraak! De wrâld syn heechste krêft 3 μm midden-ynfrareadfemtosekonde glêstriedlaser
FiberlaserOm mid-ynfraread laserútfier te berikken, is de earste stap it selektearjen fan it passende glêstriedmatrixmateriaal. Yn near-ynfraread glêstriedlasers is kwartsglêsmatrix it meast foarkommende glêstriedmatrixmateriaal mei heul leech transmissieferlies, betroubere meganyske sterkte en poerbêste stabiliteit. Fanwegen de hege fonon-enerzjy (1150 cm-1) kin kwartsglês lykwols net brûkt wurde foar mid-ynfraread lasertransmissie. Om leechferlies transmissie fan mid-ynfraread laser te berikken, moatte wy oare glêstriedmatrixmaterialen mei legere fonon-enerzjy opnij selektearje, lykas sulfideglêsmatrix of fluorideglêsmatrix. Sulfideglês hat de leechste fonon-enerzjy (sawat 350 cm-1), mar it hat it probleem dat de dopingkonsintraasje net ferhege wurde kin, dus it is net geskikt foar gebrûk as in fersterkingsglês om mid-ynfraread laser te generearjen. Hoewol it fluorideglêssubstraat in wat hegere fonon-enerzjy hat (550 cm-1) as it sulfideglêssubstraat, kin it ek leechferlies transmissie berikke foar mid-ynfraread lasers mei golflingten minder dan 4 μm. Wichtiger is dat it fluorideglassubstraat in hege dopingkonsintraasje fan seldsume ierde-ionen berikke kin, wat de fersterking kin leverje dy't nedich is foar it generearjen fan mid-ynfraread lasers, bygelyks, de meast folwoeksen fluoride ZBLAN-faser foar Er3+ is yn steat west om in dopingkonsintraasje fan maksimaal 10 mol te berikken. Dêrom is fluorideglasmatrix it meast geskikte glêstriedmatrixmateriaal foar mid-ynfraread glêstriedlasers.
Koartlyn hat it team fan professor Ruan Shuangchen en professor Guo Chunyu oan 'e Universiteit fan Shenzhen in femtosekonde mei hege krêft ûntwikkele.pulsfaserlasergearstald út 2.8μm modus-locked Er:ZBLAN glêstriedoscillator, single-modus Er:ZBLAN glêstriedfoarfersterker en large-modus fjild Er:ZBLAN glêstriedhaadfersterker.
Basearre op 'e selskompresje- en fersterkingsteory fan mid-ynfraread ultra-koarte puls kontroleare troch polarisaasjetastân en numerike simulaasjewurk fan ús ûndersyksgroep, kombineare mei net-lineare ûnderdrukkings- en moduskontrôlemetoaden fan grutte-modus optyske glêstried, aktive koeltechnology en fersterkingstruktuer fan dûbele-einige pomp, krijt it systeem in ultra-koarte pulsútfier fan 2.8μm mei in gemiddelde krêft fan 8.12W en in pulsbreedte fan 148 fs. It ynternasjonale rekord fan it heechste gemiddelde krêft berikt troch dizze ûndersyksgroep waard fierder fernijd.
Figuer 1 Struktuerdiagram fan Er:ZBLAN-faserlaser basearre op MOPA-struktuer
De struktuer fan 'efemtosekonde laserIt systeem wurdt werjûn yn figuer 1. De single-mode dûbelklaaide Er:ZBLAN-fezel fan 3,1 m lingte waard brûkt as de fersterkingsfezel yn 'e foarfersterker mei in dopingkonsintraasje fan 7 mol.% en in kearndiameter fan 15 μm (NA = 0,12). Yn 'e haadfersterker waard in dûbelklaaide grutmodusfjild Er:ZBLAN-fezel mei in lingte fan 4 m brûkt as de fersterkingsfezel mei in dopingkonsintraasje fan 6 mol.% en in kearndiameter fan 30 μm (NA = 0,12). De gruttere kearndiameter soarget derfoar dat de fersterkingsfezel in legere net-lineare koëffisjint hat en in heger pykfermogen en pulsútfier fan gruttere pulsenerzjy kin wjerstean. Beide úteinen fan 'e fersterkingsfezel binne fusearre mei de AlF3-terminalkap.
Pleatsingstiid: 19 febrewaris 2024