Chiński zespół opracował przestrajalny laser światłowodowy Ramana o dużej mocy i paśmie 1,2 μm

Chiński zespół opracował przestrajalny Raman o dużej mocy w paśmie 1,2 μmlaser światłowodowy

Źródła laserowedziałające w paśmie 1,2 μm mają unikalne zastosowania w terapii fotodynamicznej, diagnostyce biomedycznej i wykrywaniu tlenu. Ponadto można je wykorzystać jako źródła pomp do parametrycznego generowania światła średniej podczerwieni oraz do generowania światła widzialnego poprzez podwojenie częstotliwości. Lasery w paśmie 1,2 μm osiągano różnymi metodamilasery na ciele stałym, w tymlasery półprzewodnikowe, diamentowe lasery Ramana i lasery światłowodowe. Spośród tych trzech laserów laser światłowodowy ma zalety prostej konstrukcji, dobrej jakości wiązki i elastycznego działania, co czyni go najlepszym wyborem do generowania lasera w paśmie 1,2 μm.
Ostatnio zespół badawczy kierowany przez profesora Pu Zhou w Chinach interesuje się laserami światłowodowymi dużej mocy w paśmie 1,2 μm. Obecne włókno dużej mocylaserysą to głównie lasery światłowodowe domieszkowane iterbem w paśmie 1 µm, a maksymalna moc wyjściowa w paśmie 1,2 µm ograniczona jest do poziomu 10 W. Ich praca pt. „Przestrajalny laser światłowodowy Ramana o dużej mocy w paśmie 1,2 µm” pt. opublikowane w Frontiers ofOptoelektronika.

FIGA. 1: (a) Konfiguracja eksperymentalna przestrajalnego wzmacniacza światłowodowego Ramana o dużej mocy i (b) przestrajalny losowy laser światłowodowy Ramana w paśmie 1,2 μm. PDF: włókno domieszkowane fosforem; QBH: kwarc luzem; WDM: multiplekser z podziałem długości fali; SFS: superfluorescencyjne światłowodowe źródło światła; P1: port 1; P2: port 2. P3: wskazuje port 3. Źródło: Zhang Yang i in., Przestrajalny laser światłowodowy Ramana o dużej mocy w paśmie fali 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Pomysł polega na wykorzystaniu efektu stymulowanego rozpraszania Ramana w pasywnym włóknie do wygenerowania lasera o dużej mocy w paśmie 1,2 μm. Stymulowane rozpraszanie Ramana to efekt nieliniowy trzeciego rzędu, który przekształca fotony w dłuższe fale.

Rysunek 2: Przestrajalne losowe widma wyjściowe RFL przy (a) 1065-1074 nm i (b) długości fali pompy 1077 nm (Δλ odnosi się do szerokości linii 3 dB). Źródło: Zhang Yang i in., Przestrajalny laser światłowodowy Ramana o dużej mocy w paśmie fali 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Naukowcy wykorzystali stymulowany efekt rozpraszania Ramana we włóknie domieszkowanym fosforem, aby przekształcić włókno domieszkowane iterbem o dużej mocy w paśmie 1 μm w paśmie 1,2 μm. Uzyskano sygnał Ramana o mocy do 735,8 W przy długości fali 1252,7 nm, co stanowi najwyższą odnotowaną dotychczas moc wyjściową lasera światłowodowego o paśmie 1,2 µm.

Rysunek 3: (a) Maksymalna moc wyjściowa i znormalizowane widmo wyjściowe przy różnych długościach fal sygnału. (b) Pełne widmo wyjściowe przy różnych długościach fali sygnału, w dB (Δλ odnosi się do szerokości linii 3 dB). Źródło: Zhang Yang i in., Przestrajalny laser światłowodowy Ramana o dużej mocy w paśmie fali 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Rysunek :4: (a) Widmo i (b) Charakterystyka ewolucji mocy przestrajalnego wzmacniacza światłowodowego Ramana o dużej mocy przy pompującej długości fali 1074 nm. Źródło: Zhang Yang i in., Przestrajalny laser światłowodowy Ramana o dużej mocy w paśmie fali 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)