¡Descubrimiento! El láser de fibra de femtosegundos de infrarrojo de 3 μm de potencia más alta del mundo

¡Descubrimiento! La mayor potencia del mundo 3 μm de infrarrojo medioláser de fibra de femtosegundo

Láser de fibraPara lograr la salida del láser de infrarrojo medio, el primer paso es seleccionar el material de matriz de fibra apropiado. En los láseres de fibra de infrarrojo cercano, la matriz de vidrio de cuarzo es el material de la matriz de fibra más común con pérdida de transmisión muy baja, resistencia mecánica confiable y excelente estabilidad. Sin embargo, debido a la alta energía de fonón (1150 cm-1), la fibra de cuarzo no se puede usar para la transmisión láser de infrarrojo medio. Para lograr la transmisión de baja pérdida del láser de infrarrojo medio, necesitamos volver a seleccionar otros materiales de la matriz de fibra con energía de fonón más baja, como la matriz de vidrio de sulfuro o la matriz de vidrio de fluoruro. La fibra de sulfuro tiene la energía de fonón más baja (aproximadamente 350 cm-1), pero tiene el problema de que la concentración de dopaje no puede aumentar, por lo que no es adecuado para su uso como fibra de ganancia para generar láser de infrarrojo medio. Aunque el sustrato de vidrio de fluoruro tiene una energía de fonón ligeramente mayor (550 cm-1) que el sustrato de vidrio de sulfuro, también puede lograr una transmisión de baja pérdida para láseres de infrarrojo medio con longitudes de onda de menos de 4 μm. Más importante aún, el sustrato de vidrio de fluoruro puede lograr una concentración de dopaje de iones de tierras raras altas, que puede proporcionar la ganancia requerida para la generación de láser de infrarrojo medio, por ejemplo, la fibra Zblan de fluoruro más madura para ER3+ ha podido lograr una concentración de dopaje de hasta 10 mol. Por lo tanto, la matriz de vidrio de fluoruro es el material de matriz de fibra más adecuado para los láseres de fibra de infrarrojo medio.

Recientemente, el equipo del profesor Ruan Shuangchen y el profesor Guo Chunyu en la Universidad de Shenzhen desarrollaron una femtosegunda de alta potencialáser de fibra de pulsoCompuesto por ER de modo de modo de 2.8 μm: oscilador de fibra Zblan, ER de modo único: preamplificador de fibra ZBLAN y campo ER de campo grande: amplificador principal de fibra ZBLAN.
Basado en la teoría de la autocompresión y la amplificación del pulso ultra-Short de infrarrojo medio controlado por el estado de polarización y el trabajo de simulación numérica de nuestro grupo de investigación, combinado con la supresión no lineal y los métodos de control de modo de modo óptico de modo grande, la tecnología de enfriamiento activa y la estructura de la estructura de amplificación de la bomba doble, el sistema obtiene 2.8 μm de salida de pulso ultracorto con una potencia promedio de potencia de 8.12 de la amplificación y 148 88 88 fS. El récord internacional del poder promedio más alto alcanzado por este grupo de investigación se actualizó aún más.

Figura 1 Diagrama de estructura de ER: láser de fibra Zblan basado en la estructura MOPA
La estructura delláser de femtosegundoEl sistema se muestra en la Figura 1. La fibra ER de doble revuelo de modo único: la fibra ZBLAN de longitud de 3.1 m se usó como fibra de ganancia en el preamplificador con una concentración de dopaje de 7 mol.% y un diámetro central de 15 μM (NA = 0.12). En el amplificador principal, se usó un campo de doble revestimiento de campo ER: fibra Zblan con una longitud de 4 m como fibra de ganancia con una concentración de dopaje de 6 mol.% Y un diámetro central de 30 μM (NA = 0.12). El diámetro del núcleo más grande hace que la fibra de ganancia tenga un coeficiente no lineal más bajo y puede soportar una mayor potencia máxima y salida de pulso de mayor energía de pulso. Ambos extremos de la fibra de ganancia se fusionan con la tapa del terminal ALF3.