यशस्वी! जगातील सर्वात जास्त पॉवर असलेले ३ μm मिड-इन्फ्रारेडफेमटोसेकंद फायबर लेसर
फायबर लेसरमिड-इन्फ्रारेड लेसर आउटपुट मिळविण्यासाठी, पहिले पाऊल म्हणजे योग्य फायबर मॅट्रिक्स मटेरियल निवडणे. जवळ-इन्फ्रारेड फायबर लेसरमध्ये, क्वार्ट्ज ग्लास मॅट्रिक्स हे सर्वात सामान्य फायबर मॅट्रिक्स मटेरियल आहे ज्यामध्ये खूप कमी ट्रान्समिशन लॉस, विश्वासार्ह यांत्रिक शक्ती आणि उत्कृष्ट स्थिरता असते. तथापि, उच्च फोनॉन एनर्जी (११५० सेमी-१) असल्याने, क्वार्ट्ज फायबर मिड-इन्फ्रारेड लेसर ट्रान्समिशनसाठी वापरता येत नाही. मिड-इन्फ्रारेड लेसरचे कमी लॉस ट्रान्समिशन साध्य करण्यासाठी, आपल्याला कमी फोनॉन एनर्जी असलेले इतर फायबर मॅट्रिक्स मटेरियल पुन्हा निवडावे लागतील, जसे की सल्फाइड ग्लास मॅट्रिक्स किंवा फ्लोराइड ग्लास मॅट्रिक्स. सल्फाइड फायबरमध्ये सर्वात कमी फोनॉन एनर्जी (सुमारे ३५० सेमी-१) असते, परंतु त्यात डोपिंग एकाग्रता वाढवता येत नाही अशी समस्या आहे, म्हणून ते मिड-इन्फ्रारेड लेसर निर्माण करण्यासाठी गेन फायबर म्हणून वापरण्यासाठी योग्य नाही. फ्लोराइड ग्लास सब्सट्रेटमध्ये सल्फाइड ग्लास सब्सट्रेटपेक्षा किंचित जास्त फोनॉन एनर्जी (५५० सेमी-१) असली तरी, ते ४ μm पेक्षा कमी तरंगलांबी असलेल्या मिड-इन्फ्रारेड लेसरसाठी कमी-लॉस ट्रान्समिशन देखील मिळवू शकते. अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, फ्लोराईड ग्लास सब्सट्रेट उच्च दुर्मिळ पृथ्वी आयन डोपिंग एकाग्रता प्राप्त करू शकते, जे मध्य-इन्फ्रारेड लेसर निर्मितीसाठी आवश्यक वाढ प्रदान करू शकते, उदाहरणार्थ, Er3+ साठी सर्वात परिपक्व फ्लोराईड ZBLAN फायबर 10 मोल पर्यंत डोपिंग एकाग्रता प्राप्त करण्यास सक्षम आहे. म्हणून, फ्लोराईड ग्लास मॅट्रिक्स हे मध्य-इन्फ्रारेड फायबर लेसरसाठी सर्वात योग्य फायबर मॅट्रिक्स सामग्री आहे.
अलीकडेच, शेन्झेन विद्यापीठातील प्राध्यापक रुआन शुआंगचेन आणि प्राध्यापक गुओ चुन्यु यांच्या टीमने उच्च-शक्तीचा फेमटोसेकंद विकसित केला आहे.पल्स फायबर लेसर२.८μm मोड-लॉक केलेले Er:ZBLAN फायबर ऑसिलेटर, सिंगल-मोड Er:ZBLAN फायबर प्रीअँप्लिफायर आणि लार्ज-मोड फील्ड Er:ZBLAN फायबर मेन अॅम्प्लिफायर यांनी बनलेले.
ध्रुवीकरण स्थितीद्वारे नियंत्रित केलेल्या मध्य-इन्फ्रारेड अल्ट्रा-शॉर्ट पल्सच्या स्व-संक्षेपण आणि प्रवर्धन सिद्धांतावर आणि आमच्या संशोधन गटाच्या संख्यात्मक सिम्युलेशन कार्यावर आधारित, लार्ज-मोड ऑप्टिकल फायबरच्या नॉनलाइनर सप्रेशन आणि मोड नियंत्रण पद्धती, सक्रिय कूलिंग तंत्रज्ञान आणि डबल-एंडेड पंपच्या प्रवर्धन संरचनासह एकत्रितपणे, सिस्टम 8.12W च्या सरासरी पॉवर आणि 148 fs च्या पल्स रुंदीसह 2.8μm अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स आउटपुट प्राप्त करते. या संशोधन गटाने मिळवलेल्या सर्वोच्च सरासरी पॉवरचा आंतरराष्ट्रीय विक्रम आणखी ताजा झाला.
आकृती १ MOPA रचनेवर आधारित Er:ZBLAN फायबर लेसरची रचना आकृती
ची रचनाफेमटोसेकंद लेसरआकृती १ मध्ये सिस्टम दाखवली आहे. प्रीअँप्लिफायरमध्ये ३.१ मीटर लांबीचा सिंगल-मोड डबल-क्लॅड Er:ZBLAN फायबर गेन फायबर म्हणून वापरला गेला ज्याचे डोपिंग एकाग्रता ७ मोल.% आणि कोर व्यास १५ μm (NA = ०.१२) होते. मुख्य अॅम्प्लिफायरमध्ये, ४ मीटर लांबीचा डबल क्लॅड लार्ज मोड फील्ड Er:ZBLAN फायबर गेन फायबर म्हणून वापरला गेला ज्याचे डोपिंग एकाग्रता ६ मोल.% आणि कोर व्यास ३० μm (NA = ०.१२) होते. मोठ्या कोर व्यासामुळे गेन फायबरमध्ये कमी नॉनलाइनर कोएफिकेशन्स असतो आणि तो उच्च पीक पॉवर आणि मोठ्या पल्स एनर्जीचा पल्स आउटपुट सहन करू शकतो. गेन फायबरचे दोन्ही टोक AlF3 टर्मिनल कॅपमध्ये जोडलेले आहेत.
पोस्ट वेळ: फेब्रुवारी-१९-२०२४