ຄວາມກ້າວໜ້າ! ລັງສີອິນຟາເຣດກາງ 3 μm ພະລັງງານສູງສຸດຂອງໂລກເລເຊີເສັ້ນໄຍ femtosecond
ເລເຊີໄຟເບີເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຜົນຜະລິດເລເຊີອິນຟາເຣດກາງ, ຂັ້ນຕອນທຳອິດແມ່ນການເລືອກວັດສະດຸເສັ້ນໄຍແມັດທຣິກທີ່ເໝາະສົມ. ໃນເລເຊີເສັ້ນໄຍໃກ້ອິນຟາເຣດ, ແມັດທຣິກແກ້ວຄວດສ໌ແມ່ນວັດສະດຸແມັດທຣິກເສັ້ນໄຍທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດທີ່ມີການສູນເສຍການສົ່ງສັນຍານຕ່ຳຫຼາຍ, ມີຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກທີ່ໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ມີຄວາມໝັ້ນຄົງທີ່ດີເລີດ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເນື່ອງຈາກພະລັງງານໂຟນອນສູງ (1150 cm-1), ເສັ້ນໄຍຄວດສ໌ບໍ່ສາມາດໃຊ້ສຳລັບການສົ່ງສັນຍານເລເຊີອິນຟາເຣດກາງໄດ້. ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ການສົ່ງສັນຍານສູນເສຍຕ່ຳຂອງເລເຊີອິນຟາເຣດກາງ, ພວກເຮົາຈຳເປັນຕ້ອງເລືອກວັດສະດຸແມັດທຣິກເສັ້ນໄຍອື່ນໆທີ່ມີພະລັງງານໂຟນອນຕ່ຳ, ເຊັ່ນ: ແມັດທຣິກແກ້ວຊູນຟາຍ ຫຼື ແມັດທຣິກແກ້ວຟລູອໍໄຣດ. ເສັ້ນໄຍຊູນຟາຍມີພະລັງງານໂຟນອນຕ່ຳສຸດ (ປະມານ 350 cm-1), ແຕ່ມັນມີບັນຫາທີ່ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງສານເສີມບໍ່ສາມາດເພີ່ມຂຶ້ນໄດ້, ສະນັ້ນມັນບໍ່ເໝາະສົມທີ່ຈະໃຊ້ເປັນເສັ້ນໄຍເພີ່ມເພື່ອສ້າງເລເຊີອິນຟາເຣດກາງ. ເຖິງແມ່ນວ່າຊັ້ນໃຕ້ແກ້ວຟລູອໍໄຣດມີພະລັງງານໂຟນອນສູງກວ່າເລັກນ້ອຍ (550 cm-1) ກ່ວາຊັ້ນໃຕ້ແກ້ວຊູນຟາຍ, ມັນຍັງສາມາດບັນລຸການສົ່ງສັນຍານສູນເສຍຕ່ຳສຳລັບເລເຊີອິນຟາເຣດກາງທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນຕ່ຳກວ່າ 4 μm. ສິ່ງທີ່ສຳຄັນກວ່ານັ້ນ, ຊັ້ນໃຕ້ດິນແກ້ວຟລູອໍໄຣດ໌ສາມາດບັນລຸຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການເສີມໄອອອນທີ່ຫາຍາກສູງ, ເຊິ່ງສາມາດໃຫ້ຜົນໄດ້ທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການຜະລິດເລເຊີກາງອິນຟາເຣດ, ຕົວຢ່າງ, ເສັ້ນໄຍ fluoride ZBLAN ທີ່ສົມບູນທີ່ສຸດສຳລັບ Er3+ ສາມາດບັນລຸຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງການເສີມໄດ້ສູງເຖິງ 10 mol. ດັ່ງນັ້ນ, ມາຕຣິກແກ້ວຟລູອໍໄຣດ໌ຈຶ່ງເປັນວັດສະດຸມາຕຣິກເສັ້ນໄຍທີ່ເໝາະສົມທີ່ສຸດສຳລັບເລເຊີເສັ້ນໄຍກາງອິນຟາເຣດ.
ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ທີມງານຂອງສາດສະດາຈານ Ruan Shuangchen ແລະ ສາດສະດາຈານ Guo Chunyu ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Shenzhen ໄດ້ພັດທະນາ femtosecond ພະລັງງານສູງເລເຊີເສັ້ນໄຍກຳມະຈອນປະກອບດ້ວຍຕົວສັ່ນໄຟເບີ Er:ZBLAN ຂະໜາດ 2.8μm ທີ່ຖືກລັອກໂໝດ, ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟເບີ Er:ZBLAN ໂໝດດຽວ ແລະ ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານໄຟເບີ Er:ZBLAN ຂະໜາດພາກສະໜາມຂະໜາດໃຫຍ່.
ອີງຕາມທິດສະດີການບີບອັດຕົນເອງ ແລະ ການຂະຫຍາຍຂອງກຳມະຈອນສັ້ນພິເສດອິນຟາເຣດກາງທີ່ຄວບຄຸມໂດຍສະຖານະໂພລາໄຣເຊຊັນ ແລະ ວຽກງານຈຳລອງຕົວເລກຂອງກຸ່ມຄົ້ນຄວ້າຂອງພວກເຮົາ, ບວກກັບວິທີການສະກັດກັ້ນແບບບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ ແລະ ການຄວບຄຸມຮູບແບບຂອງເສັ້ນໄຍແກ້ວນຳແສງແບບຂະໜາດໃຫຍ່, ເຕັກໂນໂລຊີການເຮັດຄວາມເຢັນແບບເຄື່ອນໄຫວ ແລະ ໂຄງສ້າງການຂະຫຍາຍຂອງປໍ້າສອງສົ້ນ, ລະບົບໄດ້ຮັບຜົນຜະລິດກຳມະຈອນສັ້ນພິເສດ 2.8μm ດ້ວຍພະລັງງານສະເລ່ຍ 8.12W ແລະ ຄວາມກວ້າງຂອງກຳມະຈອນ 148 fs. ສະຖິຕິສາກົນກ່ຽວກັບພະລັງງານສະເລ່ຍສູງສຸດທີ່ບັນລຸໄດ້ໂດຍກຸ່ມຄົ້ນຄວ້ານີ້ໄດ້ຖືກປັບປຸງໃໝ່ຕື່ມອີກ.
ຮູບທີ 1 ແຜນວາດໂຄງສ້າງຂອງເລເຊີເສັ້ນໄຍ Er:ZBLAN ໂດຍອີງໃສ່ໂຄງສ້າງ MOPA
ໂຄງສ້າງຂອງເລເຊີ femtosecondລະບົບດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1. ເສັ້ນໄຍ Er:ZBLAN ແບບ double-clad ແບບ single-mode ທີ່ມີຄວາມຍາວ 3.1 ແມັດ ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນເສັ້ນໄຍເພີ່ມໃນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງກ່ອນທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງສານເສີມ 7 mol.% ແລະເສັ້ນຜ່າສູນກາງແກນ 15 μm (NA = 0.12). ໃນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງຫຼັກ, ເສັ້ນໄຍ Er:ZBLAN ແບບ double-clad ແບບ large field ແບບ 4 ແມັດ ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ເປັນເສັ້ນໄຍເພີ່ມທີ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງສານເສີມ 6 mol.% ແລະເສັ້ນຜ່າສູນກາງແກນ 30 μm (NA = 0.12). ເສັ້ນຜ່າສູນກາງແກນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າເຮັດໃຫ້ເສັ້ນໄຍເພີ່ມມີສໍາປະສິດບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຕ່ຳກວ່າ ແລະສາມາດທົນທານຕໍ່ພະລັງງານສູງສຸດ ແລະຜົນຜະລິດກຳມະຈອນທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງພະລັງງານກຳມະຈອນທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ທັງສອງສົ້ນຂອງເສັ້ນໄຍເພີ່ມຖືກລວມເຂົ້າກັບຝາປິດ AlF3.
ເວລາໂພສ: ວັນທີ 19 ກຸມພາ 2024