قام فريق صيني بتطوير ليزر ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط بنطاق 1.2 ميكرومتر

قام فريق صيني بتطوير رامان عالي القدرة قابل للضبط بنطاق 1.2 ميكرومترليزر الألياف

مصادر الليزرلليزرات العاملة في نطاق 1.2 ميكرومتر تطبيقات فريدة في العلاج الضوئي الديناميكي، والتشخيصات الطبية الحيوية، واستشعار الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها كمصادر ضخ لتوليد ضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة البارامترية، ولتوليد الضوء المرئي عن طريق مضاعفة التردد. وقد تم إنتاج ليزرات في نطاق 1.2 ميكرومتر بطرق مختلفة.ليزرات الحالة الصلبة، مشتملليزرات أشباه الموصلاتليزرات رامان الماسية، وليزرات الألياف. من بين هذه الليزرات الثلاثة، يتميز ليزر الألياف ببنيته البسيطة وجودة شعاعه العالية ومرونته في التشغيل، مما يجعله الخيار الأمثل لتوليد ليزر بنطاق 1.2 ميكرومتر.
مؤخرًا، اهتم فريق بحثي صيني بقيادة البروفيسور بو تشو بالليزرات الليفية عالية الطاقة في نطاق 1.2 ميكرومتر. وتُستخدم حاليًا ليزرات الألياف عالية الطاقةالليزرهي في الأساس ليزرات ألياف مشبعة بالإيتربيوم في نطاق 1 ميكرومتر، وتقتصر أقصى طاقة خرج في نطاق 1.2 ميكرومتر على مستوى 10 وات. نُشر عملهم، المعنون "ليزر ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند نطاق موجة 1.2 ميكرومتر"، في مجلة Frontiers ofالإلكترونيات الضوئية.

الشكل 1: (أ) إعداد تجريبي لمضخم ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط، و(ب) ليزر بذرة ألياف رامان عشوائي قابل للضبط عند نطاق موجيّ 1.2 ميكرومتر. PDF: ألياف مشوّبة بالفوسفور؛ QBH: كتلة كوارتز؛ WDM: مُضاعِف تقسيم الطول الموجي؛ SFS: مصدر ضوء ألياف فائق الفلورسنت؛ P1: المنفذ 1؛ P2: المنفذ 2. P3: يُشير إلى المنفذ 3. المصدر: Zhang Yang وآخرون، ليزر ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند نطاق موجيّ 1.2 ميكرومتر، Frontiers of Optoelectronics (2024).
الفكرة هي استخدام تأثير تشتت رامان المُحفَّز في ليف سلبي لتوليد ليزر عالي القدرة ضمن نطاق 1.2 ميكرومتر. تشتت رامان المُحفَّز هو تأثير غير خطي من الدرجة الثالثة يُحوِّل الفوتونات إلى أطوال موجية أطول.

الشكل ٢: أطياف خرج RFL العشوائية القابلة للضبط عند (أ) ١٠٦٥-١٠٧٤ نانومتر و(ب) ١٠٧٧ نانومتر لأطوال موجية للمضخة (Δλ تشير إلى عرض خط ٣ ديسيبل). المصدر: تشانغ يانغ وآخرون، ليزر ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند نطاق موجة ١.٢ ميكرومتر، مجلة Frontiers of Optoelectronics (٢٠٢٤).
استخدم الباحثون تأثير تشتت رامان المُحفَّز في الألياف المُشبَّعة بالفوسفور لتحويل ليف عالي القدرة مُشبَّع بالإيتربيوم عند نطاق 1 ميكرومتر إلى نطاق 1.2 ميكرومتر. وتم الحصول على إشارة رامان بقوة تصل إلى 735.8 واط عند طول موجي 1252.7 نانومتر، وهي أعلى قدرة خرج لليزر ألياف عند نطاق 1.2 ميكرومتر مُسجَّلة حتى الآن.

الشكل 3: (أ) أقصى قدرة خرج وطيف خرج مُوَحَّد عند أطوال موجية مختلفة للإشارة. (ب) طيف خرج كامل عند أطوال موجية مختلفة للإشارة، بوحدة ديسيبل (Δλ تعني عرض خط يبلغ 3 ديسيبل). المصدر: تشانغ يانغ وآخرون، ليزر ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند نطاق موجة 1.2 ميكرومتر، مجلة فرونتيرز أوف أوبتوإلكترونيكس (2024).

الشكل 4: (أ) خصائص الطيف و(ب) خصائص تطور القدرة لمضخم ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند طول موجي ضخ 1074 نانومتر. المصدر: تشانغ يانغ وآخرون، ليزر ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند نطاق موجي 1.2 ميكرومتر، مجلة فرونتيرز أوف أوبتوإلكترونيكس (2024).