Un equipo chino ha desarrollado un láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia con una banda de 1,2 μm.

Un equipo chino ha desarrollado un espectrómetro Raman sintonizable de alta potencia con una banda de 1,2 μm.láser de fibra

Fuentes láserLos láseres que operan en la banda de 1,2 μm tienen aplicaciones únicas en terapia fotodinámica, diagnóstico biomédico y detección de oxígeno. Además, pueden utilizarse como fuentes de bombeo para la generación paramétrica de luz infrarroja media y para generar luz visible mediante duplicación de frecuencia. Se han logrado láseres en la banda de 1,2 μm con diferentesláseres de estado sólido, incluidoláseres semiconductores, láseres Raman de diamante y láseres de fibra. Entre estos tres láseres, el láser de fibra tiene las ventajas de una estructura simple, buena calidad de haz y operación flexible, lo que lo convierte en la mejor opción para generar láser en la banda de 1,2 μm.
Recientemente, el equipo de investigación liderado por el profesor Pu Zhou en China se ha interesado en láseres de fibra de alta potencia en la banda de 1,2 μm. La fibra de alta potencia actualláseresSe trata principalmente de láseres de fibra dopados con iterbio en la banda de 1 μm, y la potencia de salida máxima en la banda de 1,2 μm está limitada al nivel de 10 W. Su trabajo, titulado “Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia en la banda de 1,2 μm”, fue publicado en Frontiers ofOptoelectrónica.

FIG. 1: (a) Configuración experimental de un amplificador de fibra Raman sintonizable de alta potencia y (b) láser de fibra semilla Raman aleatorio sintonizable en la banda de 1,2 μm. PDF: fibra dopada con fósforo; QBH: cuarzo masivo; WDM: multiplexor por división de longitud de onda; SFS: fuente de luz de fibra superfluorescente; P1: puerto 1; P2: puerto 2. P3: indica el puerto 3. Fuente: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia en la banda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
La idea consiste en utilizar el efecto de dispersión Raman estimulada en una fibra pasiva para generar un láser de alta potencia en la banda de 1,2 μm. La dispersión Raman estimulada es un efecto no lineal de tercer orden que convierte fotones en longitudes de onda más largas.

Figura 2: Espectros de salida del láser de fibra Raman aleatorio sintonizable a longitudes de onda de bombeo de (a) 1065-1074 nm y (b) 1077 nm (Δλ se refiere a un ancho de línea de 3 dB). Fuente: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia en la banda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Los investigadores utilizaron el efecto de dispersión Raman estimulada en la fibra dopada con fósforo para convertir una fibra dopada con iterbio de alta potencia en la banda de 1 μm a la banda de 1,2 μm. Se obtuvo una señal Raman con una potencia de hasta 735,8 W a 1252,7 nm, que es la mayor potencia de salida de un láser de fibra en la banda de 1,2 μm reportada hasta la fecha.

Figura 3: (a) Potencia de salida máxima y espectro de salida normalizado a diferentes longitudes de onda de la señal. (b) Espectro de salida completo a diferentes longitudes de onda de la señal, en dB (Δλ se refiere a un ancho de línea de 3 dB). Fuente: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia en la banda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figura 4: (a) Espectro y (b) características de evolución de potencia de un amplificador de fibra Raman sintonizable de alta potencia a una longitud de onda de bombeo de 1074 nm. Fuente: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia en la banda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).