Čínský tým vyvinul vysoce výkonný laditelný Ramanův vláknový laser v pásmu 1,2 μm

Čínský tým vyvinul vysoce výkonný laditelný Raman v pásmu 1,2 μmvláknový laser

Laserové zdrojepracující v pásmu 1,2 μm mají některé unikátní aplikace ve fotodynamické terapii, biomedicínské diagnostice a snímání kyslíku. Kromě toho je lze použít jako čerpací zdroje pro parametrické generování středního infračerveného světla a pro generování viditelného světla zdvojnásobením frekvence. Lasery v pásmu 1,2 μm byly dosaženy s různýmipevnolátkové laseryvčetněpolovodičové lasery, diamantové Ramanovy lasery a vláknové lasery. Mezi těmito třemi lasery má vláknový laser výhody jednoduché struktury, dobré kvality paprsku a flexibilního provozu, což z něj činí nejlepší volbu pro generování 1,2μm pásového laseru.
V poslední době se výzkumný tým vedený profesorem Pu Zhou v Číně zajímá o vysoce výkonné vláknové lasery v pásmu 1,2 μm. Současné vysoce výkonné vláknolaseryjsou především vláknové lasery dopované ytterbiem v pásmu 1 μm a maximální výstupní výkon v pásmu 1,2 μm je omezen na úroveň 10 W. Jejich práce s názvem „Vysoce výkonový laditelný Ramanův vláknový laser na vlnovém pásmu 1,2 μm“ byla publikováno v Frontiers ofOptoelektronika.

OBR. 1: (a) Experimentální nastavení vysoce výkonného laditelného Ramanova vláknového zesilovače a (b) laditelného náhodného Ramanova vláknového seedového laseru v pásmu 1,2 μm. PDF: vlákno dopované fosforem; QBH: Quartz bulk; WDM: multiplexer s vlnovou délkou; SFS: světelný zdroj ze superfluorescenčního vlákna; P1: port 1; P2: port 2. P3: označuje port 3. Zdroj: Zhang Yang et al., Vysoce výkonný laditelný Ramanův vláknový laser na vlnovém pásmu 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Cílem je využít stimulovaný Ramanův rozptylový efekt v pasivním vláknu k vytvoření vysoce výkonného laseru v pásmu 1,2 μm. Stimulovaný Ramanův rozptyl je nelineární efekt třetího řádu, který převádí fotony na delší vlnové délky.

Obrázek 2: Laditelná náhodná výstupní spektra RFL při (a) 1065-1074 nm a (b) 1077 nm vlnových délkách pumpy (Δλ se týká šířky linky 3 dB). Zdroj: Zhang Yang et al., Vysoce výkonný laditelný Ramanův vláknový laser na vlnovém pásmu 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Vědci použili stimulovaný Ramanův rozptylový efekt ve vláknu dotovaném fosforem k převedení vysoce výkonného vlákna dopovaného ytterbiem v pásmu 1 μm na pásmo 1,2 μm. Ramanův signál s výkonem až 735,8 W byl získán při 1252,7 nm, což je nejvyšší výstupní výkon 1,2 μm pásmového vláknového laseru, který byl dosud hlášen.

Obrázek 3: (a) Maximální výstupní výkon a normalizované výstupní spektrum při různých vlnových délkách signálu. (b) Plné výstupní spektrum při různých vlnových délkách signálu v dB (Δλ se vztahuje k šířce čáry 3 dB). Zdroj: Zhang Yang et al., Vysoce výkonný laditelný Ramanův vláknový laser na vlnovém pásmu 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Obrázek :4: (a) Spektrum a (b) charakteristika vývoje výkonu vysoce výkonného laditelného Ramanova vláknového zesilovače při čerpací vlnové délce 1074 nm. Zdroj: Zhang Yang et al., Vysoce výkonný laditelný Ramanův vláknový laser na vlnovém pásmu 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)