Uma equipe chinesa desenvolveu um laser de fibra Raman sintonizável de alta potência de banda de 1,2 μm

Uma equipe chinesa desenvolveu um Raman sintonizável de alta potência de banda de 1,2 μmlaser de fibra

Fontes de laserOperando na faixa de 1,2 μm, eles têm aplicações únicas em terapia fotodinâmica, diagnóstico biomédico e detecção de oxigênio. Além disso, podem ser usados ​​como fontes de bombeamento para geração paramétrica de luz infravermelha média e para geração de luz visível por duplicação de frequência. Lasers na faixa de 1,2 μm foram obtidos com diferenteslasers de estado sólido, incluindolasers semicondutores, lasers Raman de diamante e lasers de fibra. Entre esses três lasers, o laser de fibra apresenta as vantagens de estrutura simples, boa qualidade do feixe e operação flexível, o que o torna a melhor escolha para gerar lasers de banda de 1,2 μm.
Recentemente, a equipe de pesquisa liderada pelo Professor Pu Zhou na China demonstrou interesse em lasers de fibra de alta potência na faixa de 1,2 μm. A fibra de alta potência atuallaserssão principalmente lasers de fibra dopados com itérbio na banda de 1 μm, e a potência máxima de saída na banda de 1,2 μm é limitada ao nível de 10 W. Seu trabalho, intitulado “Laser de fibra Raman ajustável de alta potência na banda de onda de 1,2 μm”, foi publicado em Frontiers ofOptoeletrônica.

FIG. 1: (a) Configuração experimental de um amplificador de fibra Raman sintonizável de alta potência e (b) laser de semente de fibra Raman aleatório sintonizável na banda de 1,2 μm. PDF: fibra dopada com fósforo; QBH: Quartzo em massa; WDM: Multiplexador por divisão de comprimento de onda; SFS: fonte de luz de fibra superfluorescente; P1: porta 1; P2: porta 2. P3: indica a porta 3. Fonte: Zhang Yang et al., Laser de fibra Raman sintonizável de alta potência na banda de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
A ideia é usar o efeito de espalhamento Raman estimulado em uma fibra passiva para gerar um laser de alta potência na banda de 1,2 μm. O espalhamento Raman estimulado é um efeito não linear de terceira ordem que converte fótons para comprimentos de onda maiores.

Figura 2: Espectros de saída RFL aleatórios ajustáveis ​​em (a) 1065-1074 nm e (b) 1077 nm de comprimento de onda de bombeamento (Δλ refere-se à largura de linha de 3 dB). Fonte: Zhang Yang et al., Laser de fibra Raman ajustável de alta potência na faixa de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Os pesquisadores utilizaram o efeito de espalhamento Raman estimulado na fibra dopada com fósforo para converter uma fibra dopada com itérbio de alta potência na banda de 1 μm para a banda de 1,2 μm. Um sinal Raman com potência de até 735,8 W foi obtido em 1252,7 nm, que é a maior potência de saída de um laser de fibra na banda de 1,2 μm já relatada.

Figura 3: (a) Potência máxima de saída e espectro de saída normalizado em diferentes comprimentos de onda do sinal. (b) Espectro de saída total em diferentes comprimentos de onda do sinal, em dB (Δλ refere-se à largura de linha de 3 dB). Fonte: Zhang Yang et al., Laser de fibra Raman sintonizável de alta potência na faixa de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figura 4: (a) Espectro e (b) características de evolução de potência de um amplificador de fibra Raman sintonizável de alta potência em um comprimento de onda de bombeamento de 1074 nm. Fonte: Zhang Yang et al., Laser de fibra Raman sintonizável de alta potência em banda de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)