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

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

مصادر الليزرالتي تعمل في نطاق 1.2 ميكرومتر لها بعض التطبيقات الفريدة في العلاج الديناميكي الضوئي والتشخيص الطبي الحيوي واستشعار الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها كمصادر مضخات للتوليد البارامتري لضوء الأشعة تحت الحمراء المتوسطة ولتوليد الضوء المرئي عن طريق مضاعفة التردد. تم تحقيق الليزر في النطاق 1.2 ميكرومتر بطرق مختلفةليزر الحالة الصلبة، مشتملليزر أشباه الموصلاتوأشعة ليزر رامان الماسية وأشعة الليزر الليفية. من بين هذه الليزرات الثلاثة، يتميز ليزر الألياف بمزايا البنية البسيطة وجودة الشعاع الجيدة والتشغيل المرن، مما يجعله الخيار الأفضل لتوليد ليزر نطاق 1.2μm.
في الآونة الأخيرة، اهتم فريق البحث بقيادة البروفيسور بو تشو في الصين بالليزر الليفي عالي الطاقة في نطاق 1.2 ميكرومتر. الألياف عالية الطاقة الحاليةالليزرهي بشكل أساسي ألياف ليزر مشبعة بالإيتربيوم في النطاق 1 ميكرومتر، والحد الأقصى لطاقة الخرج في النطاق 1.2 ميكرومتر يقتصر على مستوى 10 وات. وكان عملهم بعنوان "ليزر ألياف رامان عالي الطاقة القابل للضبط عند نطاق موجة 1.2 ميكرومتر" نشرت في حدودالإلكترونيات الضوئية.

تين. الشكل 1: (أ) الإعداد التجريبي لمضخم ألياف رامان عالي الطاقة قابل للضبط و (ب) ليزر بذور ألياف رامان العشوائي القابل للضبط عند نطاق 1.2 ميكرومتر. PDF: ألياف مخدرة بالفوسفور؛ QBH: كتلة الكوارتز؛ WDM: مُضاعِف تقسيم الطول الموجي؛ SFS: مصدر ضوء الألياف فائقة الفلورسنت؛ P1: المنفذ 1؛ P2: المنفذ 2. P3: يشير إلى المنفذ 3. المصدر: Zhang Yang et al.، ليزر ألياف رامان عالي الطاقة القابل للضبط عند نطاق موجة 1.2 ميكرومتر، حدود الإلكترونيات الضوئية (2024).
تتمثل الفكرة في استخدام تأثير تشتيت رامان المحفز في ألياف سلبية لتوليد ليزر عالي الطاقة في نطاق 1.2 ميكرومتر. تشتت رامان المحفز هو تأثير غير خطي من الدرجة الثالثة يحول الفوتونات إلى أطوال موجية أطول.

الشكل 2: أطياف مخرجات RFL العشوائية القابلة للضبط عند (أ) 1065-1074 نانومتر و(ب) 1077 نانومتر أطوال موجية للمضخة (يشير Δπ إلى عرض خط 3 ديسيبل). المصدر: تشانغ يانغ وآخرون، ليزر ألياف رامان عالي الطاقة القابل للضبط عند نطاق موجة يبلغ 1.2 ميكرومتر، حدود الإلكترونيات الضوئية (2024).
استخدم الباحثون تأثير تشتيت رامان المحفز في الألياف المشبعة بالفوسفور لتحويل ألياف عالية الطاقة مشبعة بالإيتربيوم عند نطاق 1 ميكرومتر إلى نطاق 1.2 ميكرومتر. تم الحصول على إشارة رامان بقوة تصل إلى 735.8 واط عند 1252.7 نانومتر، وهي أعلى قدرة خرج لليزر الليفي بنطاق 1.2 ميكرومتر تم الإبلاغ عنها حتى الآن.

الشكل 3: (أ) الحد الأقصى لطاقة الخرج وطيف الخرج الطبيعي عند أطوال موجية مختلفة للإشارة. (ب) طيف الخرج الكامل عند أطوال موجية مختلفة للإشارة، بالديسيبل (يشير Δ ε إلى عرض الخط بمقدار 3 ديسيبل). المصدر: تشانغ يانغ وآخرون، ليزر ألياف رامان عالي الطاقة القابل للضبط عند نطاق موجة يبلغ 1.2 ميكرومتر، حدود الإلكترونيات الضوئية (2024).

الشكل :4: (أ) خصائص الطيف و (ب) تطور الطاقة لمضخم ألياف رامان عالي القدرة قابل للضبط عند طول موجة ضخ يبلغ 1074 نانومتر. المصدر: تشانغ يانغ وآخرون، ليزر ألياف رامان القابل للضبط عالي الطاقة عند نطاق موجة يبلغ 1.2 ميكرومتر، حدود الإلكترونيات الضوئية (2024)