Avanço! A maior potência do mundo de 3 μm de femtossegundo de fibra de infravermelho médio

Avanço! A maior potência do mundo 3 μm de infravermelho médioLaser de fibra de femtossegundos

Laser de fibraPara atingir a saída do laser do infravermelho médio, a primeira etapa é selecionar o material apropriado da matriz de fibra. Em lasers de fibra de infravermelho próximo, a matriz de vidro de quartzo é o material da matriz de fibra mais comum com perda de transmissão muito baixa, força mecânica confiável e excelente estabilidade. No entanto, devido à alta energia do fônon (1150 cm-1), a fibra de quartzo não pode ser usada para transmissão a laser de infravermelho médio. Para alcançar a transmissão de baixa perda de laser de infravermelho médio, precisamos selecionar novamente outros materiais da matriz de fibra com menor energia do fônon, como matriz de vidro de sulfeto ou matriz de vidro de fluoreto. A fibra de sulfeto possui a menor energia do fônon (cerca de 350 cm-1), mas tem o problema de que a concentração de doping não pode ser aumentada, portanto, não é adequada para uso como fibra de ganho para gerar laser de infravermelho médio. Embora o substrato de vidro de fluoreto tenha uma energia fonon um pouco mais alta (550 cm-1) do que o substrato de vidro de sulfeto, ele também pode obter transmissão de baixa perda para lasers de infravermelho médio com comprimentos de onda inferiores a 4 μm. Mais importante, o substrato de vidro de fluoreto pode atingir uma alta concentração de doping de íons de terras raras, que pode fornecer o ganho necessário para a geração de laser de infravermelho médio, por exemplo, a fibra Zblan de fluoreto mais madura para ER3+ conseguiu obter uma concentração de doping de até 10 mol. Portanto, a matriz de vidro de fluoreto é o material da matriz de fibra mais adequado para lasers de fibra de infravermelho médio.

Recentemente, a equipe do professor Ruan Shuangchen e o professor Guo Chunyu na Universidade Shenzhen desenvolveram um femtossegundo de alta potêncialaser de fibra de pulsoComposto por oscilador de fibra de 2,8μm de modo ER: Zblan, pré-amplificador de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra de fibra Zblan e de grande modo: amplificador principal de fibra Zblan.
Com base na autocompressão e na teoria da amplificação do pulso ultra-curto de um infravermelho médio controlado pelo estado de polarização e pelo trabalho de simulação numérica de nosso grupo de pesquisa, combinado com a supressão não linear e os métodos de controle de modo de fibra óptica de grande modo e uma estrutura de fibra de 1 fibra de 8 Óptica e a queima de 8 Óptica e a fonte de 1 fibra de 1 Óptima e a queda de 1,8 μm de 1,8 μm Ultra-Short Pulse, com a base de 1,8 μm de Ultra-Short Ultra-Short. O registro internacional do poder médio mais alto alcançado por este grupo de pesquisa foi ainda mais atualizado.

Figura 1 Diagrama de estrutura do ER: Zblan Fiber Laser com base na estrutura MOPA
A estrutura dolaser de femtossegundosO sistema é mostrado na Figura 1. A fibra ER: Zblan de comprimento de 3,1 m de comprimento de 3,1 m foi usada como fibra de ganho no pré-amplificador com uma concentração de dopagem de 7 mol. No amplificador principal, um campo de modo grande com revestimento duplo ER: fibra Zblan com um comprimento de 4 m foi usada como fibra de ganho com uma concentração de doping de 6 mol.% E um diâmetro do núcleo de 30 μm (Na = 0,12). O diâmetro do núcleo maior faz com que a fibra de ganho tenha menor coeficiente não linear e pode suportar maior potência de pico e saída de pulso de energia de pulso maior. Ambas as extremidades da fibra de ganho são fundidas ao limite do terminal ALF3.