పురోగతి! ప్రపంచంలోనే అత్యధిక శక్తి 3 μm మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ఫెమ్టోసెకండ్ ఫైబర్ లేజర్
ఫైబర్ లేజర్మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను సాధించడానికి, మొదటి దశ తగిన ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ మెటీరియల్‌ను ఎంచుకోవడం. నియర్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫైబర్ లేజర్‌లలో, క్వార్ట్జ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ అనేది చాలా తక్కువ ట్రాన్స్‌మిషన్ నష్టం, నమ్మకమైన యాంత్రిక బలం మరియు అద్భుతమైన స్థిరత్వం కలిగిన అత్యంత సాధారణ ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ మెటీరియల్. అయితే, అధిక ఫోనాన్ శక్తి (1150 సెం.మీ-1) కారణంగా, క్వార్ట్జ్ ఫైబర్‌ను మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌కు ఉపయోగించలేము. మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ యొక్క తక్కువ నష్ట ప్రసారాన్ని సాధించడానికి, సల్ఫైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ లేదా ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ వంటి తక్కువ ఫోనాన్ శక్తితో ఇతర ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థాలను మనం తిరిగి ఎంచుకోవాలి. సల్ఫైడ్ ఫైబర్ అత్యల్ప ఫోనాన్ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది (సుమారు 350 సెం.మీ-1), కానీ దీనికి డోపింగ్ సాంద్రతను పెంచలేకపోవడం సమస్య ఉంది, కాబట్టి ఇది మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి గెయిన్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించడానికి తగినది కాదు. ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్ సల్ఫైడ్ గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్ కంటే కొంచెం ఎక్కువ ఫోనాన్ శక్తిని (550 సెం.మీ-1) కలిగి ఉన్నప్పటికీ, ఇది 4 μm కంటే తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలు కలిగిన మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్‌లకు తక్కువ-నష్ట ప్రసారాన్ని కూడా సాధించగలదు. మరీ ముఖ్యంగా, ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ సబ్‌స్ట్రేట్ అధిక అరుదైన ఎర్త్ అయాన్ డోపింగ్ సాంద్రతను సాధించగలదు, ఇది మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ లేజర్ ఉత్పత్తికి అవసరమైన లాభాన్ని అందిస్తుంది, ఉదాహరణకు, Er3+ కోసం అత్యంత పరిణతి చెందిన ఫ్లోరైడ్ ZBLAN ఫైబర్ 10 మోల్ వరకు డోపింగ్ సాంద్రతను సాధించగలిగింది. అందువల్ల, ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ అనేది మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ఫైబర్ లేజర్‌లకు అత్యంత అనుకూలమైన ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థం.
ఇటీవల, షెన్‌జెన్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ రువాన్ షువాంగ్‌చెన్ మరియు ప్రొఫెసర్ గువో చున్యు బృందం అధిక శక్తి గల ఫెమ్టోసెకండ్‌ను అభివృద్ధి చేసిందిపల్స్ 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 కూడి ఉంటుంది.
మా పరిశోధనా బృందం యొక్క ధ్రువణ స్థితి మరియు సంఖ్యా అనుకరణ పని ద్వారా నియంత్రించబడే మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ యొక్క స్వీయ-కంప్రెషన్ మరియు యాంప్లిఫికేషన్ సిద్ధాంతం ఆధారంగా, లార్జ్-మోడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క నాన్-లీనియర్ సప్రెషన్ మరియు మోడ్ నియంత్రణ పద్ధతులు, యాక్టివ్ కూలింగ్ టెక్నాలజీ మరియు డబుల్-ఎండ్ పంప్ యొక్క యాంప్లిఫికేషన్ నిర్మాణంతో కలిపి, సిస్టమ్ 8.12W సగటు శక్తి మరియు 148 fs పల్స్ వెడల్పుతో 2.8μm అల్ట్రా-షార్ట్ పల్స్ అవుట్‌పుట్‌ను పొందుతుంది. ఈ పరిశోధనా బృందం సాధించిన అత్యధిక సగటు శక్తి యొక్క అంతర్జాతీయ రికార్డు మరింత రిఫ్రెష్ చేయబడింది.
చిత్రం 1 MOPA నిర్మాణం ఆధారంగా Er:ZBLAN ఫైబర్ లేజర్ యొక్క నిర్మాణ రేఖాచిత్రం
యొక్క నిర్మాణంఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్వ్యవస్థ చిత్రం 1లో చూపబడింది. 3.1 మీటర్ల పొడవు గల సింగిల్-మోడ్ డబుల్-క్లాడ్ Er:ZBLAN ఫైబర్‌ను ప్రీయాంప్లిఫైయర్‌లో 7 మోల్.% డోపింగ్ సాంద్రత మరియు 15 μm కోర్ వ్యాసం (NA = 0.12) కలిగిన గెయిన్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించారు. ప్రధాన యాంప్లిఫైయర్‌లో, 4 మీటర్ల పొడవు గల డబుల్ క్లాడ్ లార్జ్ మోడ్ ఫీల్డ్ Er:ZBLAN ఫైబర్‌ను 6 మోల్.% డోపింగ్ సాంద్రత మరియు 30 μm కోర్ వ్యాసం (NA = 0.12) కలిగిన గెయిన్ ఫైబర్‌గా ఉపయోగించారు. పెద్ద కోర్ వ్యాసం గెయిన్ ఫైబర్‌ను తక్కువ నాన్‌లీనియర్ కోఎఫీషియంట్ కలిగి ఉండేలా చేస్తుంది మరియు అధిక పీక్ పవర్ మరియు పెద్ద పల్స్ ఎనర్జీ యొక్క పల్స్ అవుట్‌పుట్‌ను తట్టుకోగలదు. గెయిన్ ఫైబర్ యొక్క రెండు చివరలు AlF3 టెర్మినల్ క్యాప్‌కు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి.
పోస్ట్ సమయం: ఫిబ్రవరి-19-2024