მიღწევა! მსოფლიოს ყველაზე მაღალი სიმძლავრე 3 μm შუა ინფრაწითელიFemtosecond ბოჭკოვანი ლაზერი
ბოჭკოვანი ლაზერიშუა ინფრაწითელი ლაზერის გამომუშავების მისაღწევად, პირველი ნაბიჯი არის შესაბამისი ბოჭკოვანი მატრიცის მასალის შერჩევა. ახლო ინფრაწითელ ბოჭკოვან ლაზერებში, კვარცის მინის მატრიცა არის ყველაზე გავრცელებული ბოჭკოვანი მატრიქსის მასალა, რომელსაც აქვს ძალიან დაბალი გადაცემის დაკარგვა, საიმედო მექანიკური სიძლიერე და შესანიშნავი სტაბილურობა. ამასთან, მაღალი ფონონის ენერგიის გამო (1150 სმ -1), კვარცის ბოჭკოვანი არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას შუა ინფრაწითელი ლაზერული გადაცემისთვის. შუა ინფრაწითელი ლაზერის დაბალი ზარალის გადაცემის მისაღწევად, ჩვენ უნდა შევარჩიოთ სხვა ბოჭკოვანი მატრიქსის მასალები ქვედა ფონონის ენერგიით, მაგალითად, სულფიდის შუშის მატრიქსით ან ფტორული შუშის მატრიქსით. სულფიდურ ბოჭკოს აქვს ყველაზე დაბალი ფონონის ენერგია (დაახლოებით 350 სმ -1), მაგრამ მას აქვს პრობლემა, რომ დოპინგის კონცენტრაცია შეუძლებელია, ასე რომ, ის არ არის შესაფერისი გამოსაყენებლად, როგორც მომატება ბოჭკოვანი, რათა წარმოქმნას შუა ინფრაწითელი ლაზერი. მიუხედავად იმისა, რომ ფლუორიდის შუშის სუბსტრატს აქვს ოდნავ უფრო მაღალი ფონონის ენერგია (550 სმ -1) ვიდრე სულფიდის შუშის სუბსტრატი, მას ასევე შეუძლია მიაღწიოს დაბალი დაკარგვის გადაცემას შუა ინფრაწითელ ლაზერებზე, ტალღების სიგრძით 4 μm- ზე ნაკლები. რაც მთავარია, ფტორს მინის სუბსტრატს შეუძლია მიაღწიოს დედამიწის იონური დოპინგის მაღალი იშვიათი კონცენტრაციას, რომელსაც შეუძლია უზრუნველყოს შუა ინფრაწითელი ლაზერული წარმოებისთვის საჭირო მოგება, მაგალითად, ER3+-ს ყველაზე სექსუალურ ZBLAN ბოჭკოვანმა შეძლო დოპინგის კონცენტრაციის მიღწევა 10 მოლამდე. ამრიგად, ფტორული მინის მატრიცა არის ყველაზე შესაფერისი ბოჭკოვანი მატრიქსის მასალა შუა ინფრაწითელ ბოჭკოვან ლაზერებში.
ცოტა ხნის წინ, პროფესორ რუან შუანგჩენის გუნდმა და პროფესორ გუო ჩუნიუსმა შენჟენის უნივერსიტეტში შეიმუშავეს მაღალი სიმძლავრის ფემტოსეკონდიპულსის ბოჭკოვანი ლაზერიშედგენილია 2.8μm რეჟიმში ჩაკეტილი ER: ZBLAN ბოჭკოვანი ოსცილატორი, ერთჯერადი რეჟიმი ER: ZBLAN ბოჭკოვანი პრეამპლიფიკატორი და დიდი რეჟიმის ველი ER: ZBLAN FIBER MAIN გამაძლიერებელი.
შუა ინფრაწითელი ულტრა-შორტის პულსის თვითმმართველობის კომპრესიისა და გამაძლიერებელი თეორიის საფუძველზე, რომელიც კონტროლდება ჩვენი კვლევითი ჯგუფის პოლარიზაციის მდგომარეობით და რიცხვითი სიმულაციური მუშაობით, რომელიც შერწყმულია ფართომასშტაბიანი ოპტიკური ბოჭკოს, აქტიური გაგრილების ტექნოლოგიისა და ორმაგად გადაცემული ტუმბოს აქტიური გამაგრილებელი ტექნოლოგიის და რეჟიმის კონტროლის მეთოდებთან ერთად, სისტემაში იღებს 2.8 μm ულტრაბგერითი პულსით 8. fs. ამ კვლევითი ჯგუფის მიერ მიღწეული უმაღლესი საშუალო ენერგიის საერთაშორისო ჩანაწერი კიდევ უფრო განახლდა.
სურათი 1 ER- ის სტრუქტურის დიაგრამა: Zblan ბოჭკოვანი ლაზერი, რომელიც დაფუძნებულია MOPA სტრუქტურაზე
სტრუქტურაFemtosecond ლაზერისისტემა ნაჩვენებია ფიგურაში 1. ერთჯერადი რეჟიმის ორმაგი ჩაცმული ER: Zblan ბოჭკოვანი 3.1 მ სიგრძით იქნა გამოყენებული, როგორც მომატება ბოჭკოვანი პრეამპლიფიკატორში, დოპინგის კონცენტრაციით 7 მოლი.% და ძირითადი დიამეტრი 15 μm (Na = 0.12). მთავარ გამაძლიერებელში, ორმაგი ჩაცმული დიდი რეჟიმის ველი ER: Zblan ბოჭკოვანი სიგრძით 4 მ სიგრძით იქნა გამოყენებული, როგორც მომატება ბოჭკოვანი, დოპინგის კონცენტრაციით 6 მოლი.% და ძირითადი დიამეტრი 30 μm (Na = 0.12). უფრო დიდი ბირთვის დიამეტრს ხდის მომატება ბოჭკოს აქვს დაბალი არაწრფივი კოეფიციენტი და შეუძლია გაუძლოს უფრო მაღალი პიკის ენერგიასა და პულსის უფრო დიდი ენერგიის პულსის გამომუშავებას. მოგების ბოჭკოს ორივე ბოლო შერწყმულია ALF3 ტერმინალის ქუდში.
პოსტის დრო: თებერვალი -19-2024