Čínsky tím vyvinul vysokovýkonný laditeľný Ramanov vláknový laser v pásme 1,2 μm

Čínsky tím vyvinul vysokovýkonný laditeľný Raman v pásme 1,2 μmvláknový laser

Laserové zdrojepracujúce v pásme 1,2 μm majú niektoré jedinečné aplikácie vo fotodynamickej terapii, biomedicínskej diagnostike a snímaní kyslíka. Okrem toho môžu byť použité ako čerpacie zdroje pre parametrické generovanie stredného infračerveného svetla a pre generovanie viditeľného svetla zdvojnásobením frekvencie. Lasery v pásme 1,2 μm boli dosiahnuté s rôznymipevnolátkové laseryvrátanepolovodičové lasery, diamantové Ramanove lasery a vláknové lasery. Spomedzi týchto troch laserov má vláknový laser výhody jednoduchej štruktúry, dobrej kvality lúča a flexibilnej prevádzky, čo z neho robí najlepšiu voľbu na generovanie 1,2μm pásového lasera.
Nedávno sa výskumný tím pod vedením profesora Pu Zhou v Číne zaujímal o vysokovýkonné vláknové lasery v pásme 1,2 μm. Súčasné vysokovýkonné vláknolaserysú hlavne vláknové lasery dopované ytterbiom v pásme 1 μm a maximálny výstupný výkon v pásme 1,2 μm je obmedzený na úroveň 10 W. Ich práca s názvom „Vysoký výkon laditeľný Ramanov vláknový laser na vlnovom pásme 1,2 μm“ bola publikované v Frontiers ofOptoelektronika.

Obr. 1: (a) Experimentálne nastavenie vysokovýkonného laditeľného Ramanovho vláknového zosilňovača a (b) laditeľného náhodného Ramanovho vláknového semenného lasera v pásme 1,2 μm. PDF: vlákno dopované fosforom; QBH: Quartz bulk; WDM: multiplexor s delením vlnovej dĺžky; SFS: zdroj svetla zo superfluorescenčných vlákien; P1: port 1; P2: port 2. P3: označuje port 3. Zdroj: Zhang Yang et al., Vysokovýkonný laditeľný Ramanov vláknový laser vo vlnovom pásme 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Myšlienkou je využiť stimulovaný Ramanov rozptylový efekt v pasívnom vlákne na vytvorenie vysokovýkonného lasera v pásme 1,2 μm. Stimulovaný Ramanov rozptyl je nelineárny efekt tretieho rádu, ktorý prevádza fotóny na dlhšie vlnové dĺžky.

Obrázok 2: Laditeľné náhodné výstupné spektrá RFL pri (a) 1065-1074 nm a (b) 1077 nm vlnových dĺžkach pumpy (Δλ sa vzťahuje na šírku čiary 3 dB). Zdroj: Zhang Yang a kol., Vysokovýkonný laditeľný Ramanov vláknový laser vo vlnovom pásme 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Výskumníci použili stimulovaný Ramanov rozptylový efekt vo vlákne dopovanom fosforom na premenu vysokovýkonného vlákna dopovaného ytterbiom v pásme 1 μm na pásmo 1,2 μm. Ramanov signál s výkonom až 735,8 W bol získaný pri 1252,7 nm, čo je doteraz najvyšší výstupný výkon 1,2 μm pásového vláknového lasera.

Obrázok 3: (a) Maximálny výstupný výkon a normalizované výstupné spektrum pri rôznych vlnových dĺžkach signálu. (b) Plné výstupné spektrum pri rôznych vlnových dĺžkach signálu v dB (Δλ sa vzťahuje na šírku čiary 3 dB). Zdroj: Zhang Yang a kol., Vysokovýkonný laditeľný Ramanov vláknový laser vo vlnovom pásme 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Obrázok :4: (a) Spektrum a (b) charakteristiky vývoja výkonu vysokovýkonného laditeľného Ramanovho vláknového zosilňovača pri čerpacej vlnovej dĺžke 1074 nm. Zdroj: Zhang Yang et al., Vysokovýkonný laditeľný Ramanov vláknový laser vo vlnovom pásme 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)