Katta yutuq! Dunyodagi eng yuqori quvvatli 3 μm o'rta infraqizilfemtosekundli tolali lazer
Elyaf lazeriO'rta infraqizil lazer chiqishiga erishish uchun birinchi qadam mos keladigan tolali matritsa materialini tanlashdir. Yaqin infraqizil tolali lazerlarda kvarts shisha matritsasi juda past uzatish yo'qotishi, ishonchli mexanik mustahkamligi va ajoyib barqarorlikka ega eng keng tarqalgan tolali matritsa materialidir. Biroq, yuqori fonon energiyasi (1150 sm-1) tufayli kvarts tolasi o'rta infraqizil lazer uzatish uchun ishlatilishi mumkin emas. O'rta infraqizil lazerning past yo'qotish uzatishiga erishish uchun biz sulfid shisha matritsasi yoki ftorid shisha matritsasi kabi past fonon energiyasiga ega bo'lgan boshqa tolali matritsa materiallarini qayta tanlashimiz kerak. Sulfid tolasi eng past fonon energiyasiga ega (taxminan 350 sm-1), lekin u qo'shimcha konsentratsiyasini oshirib bo'lmaydigan muammoga ega, shuning uchun u o'rta infraqizil lazerni yaratish uchun kuchaytiruvchi tola sifatida foydalanish uchun mos emas. Ftorid shisha substrati sulfid shisha substratiga qaraganda biroz yuqori fonon energiyasiga (550 sm-1) ega bo'lsa-da, u to'lqin uzunliklari 4 mkm dan kam bo'lgan o'rta infraqizil lazerlar uchun ham past yo'qotish uzatishga erishishi mumkin. Eng muhimi, ftoridli shisha substrat yuqori noyob yer ionlarini qo'shib berish konsentratsiyasiga erishishi mumkin, bu esa o'rta infraqizil lazer ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan kuchaytirishni ta'minlaydi, masalan, Er3+ uchun eng yetuk ftoridli ZBLAN tolasi 10 molgacha qo'shib berish konsentratsiyasiga erisha oldi. Shuning uchun, ftoridli shisha matritsasi o'rta infraqizil tolali lazerlar uchun eng mos tolali matritsali materialdir.
Yaqinda Shenzhen universiteti professori Ruan Shuangchen va professor Guo Chunyu jamoasi yuqori quvvatli femtosekundni ishlab chiqdilar.impulsli tolali lazer2.8μm rejimda qulflangan Er:ZBLAN tolali osilator, bitta rejimli Er:ZBLAN tolali old kuchaytirgich va katta rejimli maydonli Er:ZBLAN tolali asosiy kuchaytirgichdan iborat.
Tadqiqot guruhimizning polyarizatsiya holati bilan boshqariladigan o'rta infraqizil ultra qisqa impulsning o'z-o'zini siqish va kuchaytirish nazariyasi va raqamli simulyatsiya ishlariga, katta rejimli optik tolaning chiziqli bostirish va rejimni boshqarish usullari, faol sovutish texnologiyasi va ikki tomonlama nasosning kuchaytirish tuzilishi bilan birlashtirilgan holda, tizim o'rtacha 8,12 Vt quvvatga va 148 fps impuls kengligiga ega 2,8 mkm ultra qisqa impuls chiqishini oladi. Ushbu tadqiqot guruhi tomonidan erishilgan eng yuqori o'rtacha quvvatning xalqaro rekordi yanada yangilandi.
1-rasm. MOPA tuzilishiga asoslangan Er:ZBLAN tolali lazerining tuzilish diagrammasi
tuzilishifemtosekund lazertizim 1-rasmda ko'rsatilgan. Oldindan kuchaytirgichda kuchaytiruvchi tola sifatida 7 mol.% qo'shimcha konsentratsiyasi va 15 μm yadro diametri (NA = 0.12) bo'lgan 3.1 m uzunlikdagi bir rejimli ikki qavatli Er:ZBLAN tolasi ishlatilgan. Asosiy kuchaytirgichda kuchaytiruvchi tola sifatida 6 mol.% qo'shimcha konsentratsiyasi va 30 μm yadro diametri (NA = 0.12) bo'lgan 4 m uzunlikdagi ikki qavatli katta rejimli Er:ZBLAN tolasi ishlatilgan. Katta yadro diametri kuchaytiruvchi tolaning pastroq chiziqli bo'lmagan koeffitsientga ega bo'lishini va yuqori cho'qqi quvvatiga va katta impuls energiyasining impuls chiqishiga bardosh bera olishini ta'minlaydi. Kuchaytiruvchi tolaning ikkala uchi ham AlF3 terminal qopqog'iga birlashtirilgan.
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 19-fevral