Ачыш! Дөньядагы иң югары куәтле 3 мкм урта инфракызыл фемтосекундлы җепсел лазер

Ачыш! Дөньядагы иң югары куәтле 3 мкм урта инфракызылфемтосекундлы җепсел лазер

җепсел лазерУрта инфракызыл лазер чыгаруына ирешү өчен, беренче адым - тиешле җепсел матрица материалын сайлау. Якын инфракызыл җепсел лазерларда кварц пыяла матрицасы - бик түбән үткәрү югалтулары, ышанычлы механик ныклыгы һәм искиткеч тотрыклылыгы белән иң еш очрый торган җепсел матрица материалы. Ләкин, югары фонон энергиясе (1150 см-1) аркасында, кварц җепселләрен урта инфракызыл лазер тапшыру өчен кулланып булмый. Урта инфракызыл лазерның түбән югалту тапшыруына ирешү өчен, безгә түбән фонон энергиясе булган башка җепсел матрица материалларын, мәсәлән, сульфид пыяла матрицасын яки фторлы пыяла матрицасын яңадан сайларга кирәк. Сульфид җепселләре иң түбән фонон энергиясенә ия (якынча 350 см-1), ләкин аның легирлау концентрациясен арттырып булмый дигән проблемасы бар, шуңа күрә ул урта инфракызыл лазер җитештерү өчен көчәйтү җепселләре буларак куллану өчен яраклы түгел. Фторлы пыяла субстраты сульфид пыяла субстратына караганда бераз югарырак фонон энергиясенә (550 см-1) ия булса да, ул шулай ук ​​4 мкм дан кимрәк дулкын озынлыклары булган урта инфракызыл лазерлар өчен түбән югалту тапшыруына ирешә ала. Иң мөһиме, фторлы пыяла субстраты югары сирәк җир ионнары легирлау концентрациясенә ирешә ала, бу урта инфракызыл лазер генерациясе өчен кирәкле көчәйтүне тәэмин итә ала, мәсәлән, Er3+ өчен иң өлгергән фторлы ZBLAN җепселләре 10 мольгә кадәр легирлау концентрациясенә ирешә алды. Шуңа күрә фторлы пыяла матрицасы урта инфракызыл җепсел лазерлары өчен иң кулай җепсел матрицасы материалы булып тора.

Күптән түгел Шэньчжэнь университетында профессор Руан Шуанчен һәм профессор Го Чуньюй командасы югары куәтле фемтосекунд уйлап тапты.импульслы җепселле лазер2.8μm режимлы блокланган Er:ZBLAN җепсел генераторыннан, бер режимлы Er:ZBLAN җепсел алдан көчәйткечтән һәм зур режимлы кырлы Er:ZBLAN җепсел төп көчәйткеченнән тора.
Безнең тикшеренү төркеменең поляризация халәте белән контрольдә тотыла торган урта инфракызыл ультра кыска импульсның үз-үзен кысу һәм көчәйтү теориясенә һәм санлы симуляция эшенә нигезләнеп, зур режимлы оптик җепселнең сызыклы булмаган бастыру һәм режимны контрольдә тоту ысуллары, актив суыту технологиясе һәм ике очлы насосның көчәйтү структурасы белән берләштереп, система уртача 8,12 Вт куәт һәм 148 фс импульс киңлеге белән 2,8 мкм ультра кыска импульс чыгышы ала. Бу тикшеренү төркеме тарафыннан ирешелгән иң югары уртача куәтнең халыкара рекорды тагын да яңартылды.

1 нче рәсем. MOPA структурасына нигезләнгән Er:ZBLAN җепсел лазерының структура схемасы.
структурасыфемтосекунд лазерысистемасы 1 нче рәсемдә күрсәтелгән. Алдан көчәйткечтә көчәйтү җебе буларак 3,1 м озынлыктагы бер режимлы ике катламлы Er:ZBLAN җебе кулланылды, аның легирлау концентрациясе 7 моль% һәм үзәк диаметры 15 мкм (NA = 0,12). Төп көчәйткечтә көчәйтү җебе буларак 4 м озынлыктагы ике катламлы зур режимлы Er:ZBLAN җебе кулланылды, аның легирлау концентрациясе 6 моль% һәм үзәк диаметры 30 мкм (NA = 0,12). Зуррак үзәк диаметры көчәйтү җебенең түбәнрәк сызыклы булмаган коэффициентка ия ​​булуын тәэмин итә һәм югарырак пик көченә һәм зуррак импульс энергиясенең импульс чыгышына чыдам була ала. Көчәйтү җебенең ике очы да AlF3 терминал капкачына тоташтырылган.