Амжилт! Дэлхийн хамгийн өндөр хүчин чадалтай 3 мкм дунд хэт улаан туяаны фемтосекундын шилэн лазер

Амжилт! Дэлхийн хамгийн өндөр хүчин чадалтай 3 мкм дунд хэт улаан туяафемтосекундын шилэн лазер

Шилэн лазерДунд хэт улаан туяаны лазерын гаралтад хүрэхийн тулд эхний алхам бол тохирох шилэн матриц материалыг сонгох явдал юм. Ойролцоох хэт улаан туяаны шилэн лазерын хувьд кварцын шилэн матриц нь маш бага дамжуулалтын алдагдал, найдвартай механик бат бөх, маш сайн тогтвортой байдал бүхий хамгийн түгээмэл шилэн матриц материал юм. Гэсэн хэдий ч өндөр фонон энерги (1150 см-1) учраас кварцын утас нь хэт улаан туяаны лазер дамжуулахад ашиглах боломжгүй юм. Дундаж хэт улаан туяаны лазерыг бага алдагдалтай дамжуулахын тулд бид сульфидын шилэн матриц эсвэл фторын шилэн матриц гэх мэт фонон энерги багатай бусад шилэн матрицын материалыг дахин сонгох хэрэгтэй. Сульфидын эслэг нь хамгийн бага фонон энергитэй (ойролцоогоор 350 см-1) боловч допингийн концентрацийг нэмэгдүүлэх боломжгүй тул дунд хэт улаан туяаны лазер үүсгэхийн тулд ашигт утас болгон ашиглахад тохиромжгүй байдаг. Хэдийгээр фторидын шилэн субстрат нь сульфидын шилэн субстратаас арай өндөр фонон энергитэй (550 см-1) боловч 4 мкм-ээс бага долгионы урттай дунд хэт улаан туяаны лазерын хувьд бага алдагдалтай дамжуулалтыг бий болгож чадна. Хамгийн гол нь хайлуур жоншны шилэн субстрат нь газрын ховор ионы допингийн өндөр концентрацийг олж авах боломжтой бөгөөд энэ нь дунд хэт улаан туяаны лазер үүсгэхэд шаардагдах ашиг тусыг өгөх боломжтой, жишээлбэл, Er3+-ийн хамгийн боловсорсон фторын ZBLAN утас нь 10 моль хүртэлх допингийн концентрацийг олж авах боломжтой болсон. Тиймээс фторын шилэн матриц нь дунд хэт улаан туяаны шилэн лазерын хамгийн тохиромжтой шилэн матриц материал юм.

Саяхан Шинжэний их сургуулийн профессор Руан Шуанчен, профессор Гуо Чунью нарын баг өндөр хүчин чадалтай фемтосекунд зохион бүтээжээ.импульсийн шилэн лазер2.8μm горимд түгжигдсэн Er:ZBLAN шилэн осциллятор, нэг горимт Er:ZBLAN шилэн урьдчилсан өсгөгч, том горимын талбар Er:ZBLAN шилэн үндсэн өсгөгч зэргээс бүрдэнэ.
Манай судалгааны бүлгийн туйлшралын төлөвөөр хянагддаг хэт богино хэт ягаан туяаны импульсийн өөрийгөө шахах, өсгөх онол, том горимын оптик шилэн шугаман бус дарах, горимыг хянах аргууд, идэвхтэй хөргөлтийн технологи, хоёр талт насосны өсгөлтийн бүтэцтэй хослуулан систем нь дунджаар 2.8μW 2.8 мкм импульсийн хүчин чадалтай. импульсийн өргөн 148 fs. Энэхүү судалгааны бүлгийн хамгийн өндөр дундаж хүчин чадлын олон улсын рекордыг цаашид шинэчилсэн.

Зураг 1 MOPA бүтцэд суурилсан Er:ZBLAN шилэн лазерын бүтцийн диаграмм
-ийн бүтэцфемтосекундын лазерсистемийг Зураг 1-д үзүүлэв. 3.1 м урттай нэг горимт давхар бүрээстэй Er:ZBLAN эслэгийг 7 моль.%-ийн допингийн агууламжтай, 15 μм гол диаметртэй (NA = 0.12) урьдчилсан өсгөгч дэх нэмэгдэл эслэг болгон ашигласан. Үндсэн өсгөгч дээр 6 моль.%-ийн допингийн агууламжтай, голын диаметр нь 30 мкм (NA = 0.12) бүхий 4 м урттай, давхар бүрээстэй том горимын Er:ZBLAN фибрийг ашигт малтмал болгон ашигласан. Цөмийн диаметр ихсэх нь олзны утасыг шугаман бус коэффициент багатай болгож, өндөр оргил чадал, том импульсийн энергийн импульсийн гаралтыг тэсвэрлэх чадвартай болгодог. Олж авах утаснуудын хоёр үзүүр нь AlF3 терминалын тагтай нийлдэг.