అద్భుత ఆవిష్కరణ! ప్రపంచంలోనే అత్యధిక శక్తి గల 3 μm మధ్య-పరారుణ కిరణాలుఫెమ్టోసెకండ్ ఫైబర్ లేజర్
ఫైబర్ లేజర్మధ్య-పరారుణ లేజర్ అవుట్పుట్ను సాధించడానికి, మొదటి దశ సరైన ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థాన్ని ఎంచుకోవడం. సమీప-పరారుణ ఫైబర్ లేజర్లలో, క్వార్ట్జ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ అత్యంత సాధారణ ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థం. దీనికి చాలా తక్కువ ప్రసార నష్టం, నమ్మదగిన యాంత్రిక బలం మరియు అద్భుతమైన స్థిరత్వం ఉంటాయి. అయితే, అధిక ఫోనాన్ శక్తి (1150 cm-1) కారణంగా, మధ్య-పరారుణ లేజర్ ప్రసారం కోసం క్వార్ట్జ్ ఫైబర్ను ఉపయోగించలేము. మధ్య-పరారుణ లేజర్ యొక్క తక్కువ నష్ట ప్రసారాన్ని సాధించడానికి, మనం సల్ఫైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ లేదా ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ వంటి తక్కువ ఫోనాన్ శక్తి ఉన్న ఇతర ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థాలను తిరిగి ఎంచుకోవాలి. సల్ఫైడ్ ఫైబర్కు అత్యల్ప ఫోనాన్ శక్తి (సుమారు 350 cm-1) ఉంటుంది, కానీ దీనిలో డోపింగ్ గాఢతను పెంచలేకపోవడం ఒక సమస్య, కాబట్టి మధ్య-పరారుణ లేజర్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి గెయిన్ ఫైబర్గా దీనిని ఉపయోగించడం సరికాదు. సల్ఫైడ్ గ్లాస్ సబ్స్ట్రేట్తో పోలిస్తే ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ సబ్స్ట్రేట్కు కొద్దిగా ఎక్కువ ఫోనాన్ శక్తి (550 cm-1) ఉన్నప్పటికీ, ఇది 4 μm కంటే తక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలు గల మిడ్-ఇన్ఫ్రారెడ్ లేజర్ల కోసం తక్కువ-నష్ట ప్రసారాన్ని కూడా సాధించగలదు. మరింత ముఖ్యంగా, ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ సబ్స్ట్రేట్ అధిక రేర్ ఎర్త్ అయాన్ డోపింగ్ గాఢతను సాధించగలదు, ఇది మిడ్-ఇన్ఫ్రారెడ్ లేజర్ ఉత్పత్తికి అవసరమైన గెయిన్ను అందించగలదు. ఉదాహరణకు, Er3+ కోసం అత్యంత అభివృద్ధి చెందిన ఫ్లోరైడ్ ZBLAN ఫైబర్ 10 మోల్ వరకు డోపింగ్ గాఢతను సాధించగలిగింది. అందువల్ల, మిడ్-ఇన్ఫ్రారెడ్ ఫైబర్ లేజర్ల కోసం ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ మ్యాట్రిక్స్ అత్యంత అనువైన ఫైబర్ మ్యాట్రిక్స్ పదార్థం.
ఇటీవల, షెన్జెన్ విశ్వవిద్యాలయంలోని ప్రొఫెసర్ రువాన్ షువాంగ్చెన్ మరియు ప్రొఫెసర్ గ్వో చున్యుల బృందం ఒక అధిక-శక్తి ఫెమ్టోసెకండ్ను అభివృద్ధి చేసింది.పల్స్ ఫైబర్ లేజర్2.8μm మోడ్-లాక్డ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ ఆసిలేటర్, సింగిల్-మోడ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ ప్రీయాంప్లిఫైయర్ మరియు లార్జ్-మోడ్ ఫీల్డ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ మెయిన్ యాంప్లిఫైయర్తో కూడి ఉంటుంది.
ధ్రువణ స్థితి ద్వారా నియంత్రించబడే మధ్య-పరారుణ అతిస్వల్ప పల్స్ యొక్క స్వీయ-సంపీడన మరియు విస్తరణ సిద్ధాంతం, మరియు మా పరిశోధన బృందం యొక్క సంఖ్యాత్మక అనుకరణ పని ఆధారంగా, దీనికి లార్జ్-మోడ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క అరేఖీయ అణచివేత మరియు మోడ్ నియంత్రణ పద్ధతులు, క్రియాశీల శీతలీకరణ సాంకేతికత మరియు డబుల్-ఎండెడ్ పంప్ యొక్క విస్తరణ నిర్మాణాన్ని కలపడం ద్వారా, ఈ వ్యవస్థ 8.12W సగటు శక్తి మరియు 148 fs పల్స్ వెడల్పుతో 2.8μm అతిస్వల్ప పల్స్ అవుట్పుట్ను పొందుతుంది. ఈ పరిశోధన బృందం సాధించిన అత్యధిక సగటు శక్తి యొక్క అంతర్జాతీయ రికార్డు మరింతగా మెరుగుపరచబడింది.
చిత్రం 1 MOPA నిర్మాణం ఆధారంగా Er:ZBLAN ఫైబర్ లేజర్ యొక్క నిర్మాణ రేఖాచిత్రం
నిర్మాణంఫెమ్టోసెకండ్ లేజర్వ్యవస్థను పటం 1లో చూపించారు. ప్రీయాంప్లిఫయర్లో, 7 మోల్.% డోపింగ్ గాఢత మరియు 15 μm కోర్ వ్యాసం (NA = 0.12) కలిగిన 3.1 మీ పొడవు గల సింగిల్-మోడ్ డబుల్-క్లాడ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ను గెయిన్ ఫైబర్గా ఉపయోగించారు. మెయిన్ యాంప్లిఫయర్లో, 6 మోల్.% డోపింగ్ గాఢత మరియు 30 μm కోర్ వ్యాసం (NA = 0.12) కలిగిన 4 మీ పొడవు గల డబుల్ క్లాడ్ లార్జ్ మోడ్ ఫీల్డ్ Er:ZBLAN ఫైబర్ను గెయిన్ ఫైబర్గా ఉపయోగించారు. పెద్ద కోర్ వ్యాసం కారణంగా గెయిన్ ఫైబర్కు తక్కువ నాన్లీనియర్ కోఎఫిషియంట్ ఉంటుంది మరియు ఇది అధిక పీక్ పవర్ను, అలాగే అధిక పల్స్ ఎనర్జీ గల పల్స్ అవుట్పుట్ను తట్టుకోగలదు. గెయిన్ ఫైబర్ యొక్క రెండు చివరలు AlF3 టెర్మినల్ క్యాప్కు ఫ్యూజ్ చేయబడ్డాయి.
పోస్ట్ సమయం: ఫిబ్రవరి-19-2024