పురోగతి! ప్రపంచంలోని అత్యధిక శక్తి 3 μm మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ఫెమ్టోసెకండ్ ఫైబర్ లేజర్
ఫైబర్ లేజర్మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ అవుట్‌పుట్ సాధించడానికి, తగిన ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ మెటీరియల్‌ని ఎంచుకోవడం మొదటి దశ. సమీప-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫైబర్ లేజర్‌లలో, క్వార్ట్జ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ అనేది చాలా తక్కువ ప్రసార నష్టం, నమ్మదగిన యాంత్రిక బలం మరియు అద్భుతమైన స్థిరత్వం కలిగిన అత్యంత సాధారణ ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థం. అయినప్పటికీ, అధిక ఫోనాన్ శక్తి (1150 cm-1) కారణంగా, మధ్య-పరారుణ లేజర్ ప్రసారానికి క్వార్ట్జ్ ఫైబర్ ఉపయోగించబడదు. మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ యొక్క తక్కువ నష్ట ప్రసారాన్ని సాధించడానికి, మేము సల్ఫైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ లేదా ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ వంటి తక్కువ ఫోనాన్ శక్తితో ఇతర ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థాలను మళ్లీ ఎంచుకోవాలి. సల్ఫైడ్ ఫైబర్ అత్యల్ప ఫోనాన్ శక్తిని (సుమారు 350 సెం.మీ.-1) కలిగి ఉంటుంది, అయితే డోపింగ్ ఏకాగ్రతను పెంచలేకపోవడం సమస్యగా ఉంది, కాబట్టి ఇది మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక గెయిన్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించడానికి తగినది కాదు. ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్ సల్ఫైడ్ గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్ కంటే కొంచెం ఎక్కువ ఫోనాన్ శక్తిని (550 cm-1) కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇది 4 μm కంటే తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలతో మధ్య-పరారుణ లేజర్‌ల కోసం తక్కువ-నష్ట ప్రసారాన్ని కూడా సాధించగలదు. మరీ ముఖ్యంగా, ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్ అధిక అరుదైన ఎర్త్ అయాన్ డోపింగ్ ఏకాగ్రతను సాధించగలదు, ఇది మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ ఉత్పత్తికి అవసరమైన లాభాన్ని అందిస్తుంది, ఉదాహరణకు, Er3+ కోసం అత్యంత పరిణతి చెందిన ఫ్లోరైడ్ ZBLAN ఫైబర్ డోపింగ్ సాంద్రతను సాధించగలిగింది. 10 మోల్ వరకు. అందువల్ల, మధ్య-పరారుణ ఫైబర్ లేజర్‌లకు ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ అత్యంత అనుకూలమైన ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థం.
ఇటీవల, షెన్‌జెన్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ రువాన్ షువాంగ్‌చెన్ మరియు ప్రొఫెసర్ గువో చున్యు బృందం అధిక శక్తి గల ఫెమ్టోసెకండ్‌ను అభివృద్ధి చేసింది.పల్స్ ఫైబర్ లేజర్2.8μm మోడ్-లాక్ చేయబడిన Er:ZBLAN ఫైబర్ ఓసిలేటర్, సింగిల్-మోడ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ ప్రీయాంప్లిఫైయర్ మరియు లార్జ్-మోడ్ ఫీల్డ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ మెయిన్ యాంప్లిఫైయర్‌తో రూపొందించబడింది.
మా పరిశోధన సమూహం యొక్క ధ్రువణ స్థితి మరియు సంఖ్యా అనుకరణ పని ద్వారా నియంత్రించబడే మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ స్వీయ-కంప్రెషన్ మరియు యాంప్లిఫికేషన్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా, పెద్ద-మోడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్, యాక్టివ్ కూలింగ్ టెక్నాలజీ మరియు యాంప్లిఫికేషన్ యొక్క నాన్ లీనియర్ సప్రెషన్ మరియు మోడ్ నియంత్రణ పద్ధతులతో కలిపి డబుల్-ఎండ్ పంప్ యొక్క నిర్మాణం, సిస్టమ్ సగటు శక్తితో 2.8μm అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందుతుంది 8.12W మరియు పల్స్ వెడల్పు 148 fs. ఈ పరిశోధనా బృందం సాధించిన అత్యధిక సగటు శక్తి యొక్క అంతర్జాతీయ రికార్డు మరింత రిఫ్రెష్ చేయబడింది.
మూర్తి 1 MOPA నిర్మాణం ఆధారంగా Er:ZBLAN ఫైబర్ లేజర్ యొక్క నిర్మాణ రేఖాచిత్రం
యొక్క నిర్మాణంఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్వ్యవస్థ మూర్తి 1లో చూపబడింది. సింగిల్-మోడ్ డబుల్-క్లాడ్ Er: 3.1 మీటర్ల పొడవు గల ZBLAN ఫైబర్‌ను ప్రీయాంప్లిఫైయర్‌లో 7 మోల్.% డోపింగ్ సాంద్రత మరియు 15 μm కోర్ వ్యాసంతో గెయిన్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించారు (NA = 0.12). ప్రధాన యాంప్లిఫైయర్‌లో, 6 mol.% డోపింగ్ సాంద్రత మరియు 30 μm (NA = 0.12) యొక్క కోర్ వ్యాసంతో 4 మీటర్ల పొడవు కలిగిన డబుల్ క్లాడ్ లార్జ్ మోడ్ ఫీల్డ్ Er:ZBLAN ఫైబర్‌ను గెయిన్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించారు. పెద్ద కోర్ వ్యాసం లాభం ఫైబర్‌ను తక్కువ నాన్‌లీనియర్ కోఎఫీషియంట్ కలిగి ఉంటుంది మరియు పెద్ద పల్స్ శక్తి యొక్క అధిక గరిష్ట శక్తిని మరియు పల్స్ అవుట్‌పుట్‌ను తట్టుకోగలదు. గెయిన్ ఫైబర్ యొక్క రెండు చివరలు AlF3 టెర్మినల్ క్యాప్‌కి ఫ్యూజ్ చేయబడతాయి.
పోస్ట్ సమయం: ఫిబ్రవరి-19-2024