Lazè fib ultrarapid reglabl milti-paramèt ap kondwi anpil zòn émergentes nan fotonik byomedikal femtosecond. Piske lazè ultrarapid nan eta solid yo difisil pou melodi poukont twa paramèt longèdonn santral, frekans repetisyon ak lajè batman kè ak enèji batman kè pwodiksyon garanti, fotonik byomedikal femtosegond anjeneral itilize anplifikatè batman (pp-FCPA) fib selektif batman (pp-FCPA) ak parametrik optik. anplifikatè (OPA) kòm sous limyè kondwi. Sepandan, konpozan konplèks espasyal OPA yo anpil afekte kalite gwo bout bwa ak iminite anviwònman an nan sistèm nan, ak antretyen woutin fatigan an depase konesans syantifik lavi yo. Se poutèt sa, ranplase teknoloji OPA ak pran avantaj de sistèm pp-FCPA, otè yo devlope yon sous limyè femtosecond ki gen longèdonn ki baze sou jenerasyon supercontinuum.
Figi 1 montre twa metòd komen pou jenere spectre supercontinuum la. Metòd 1 sèvi ak yon achitekti fizyon tout-fib, ki gen estrikti ki pi kontra enfòmèl ant ak ekselan estabilite anviwònman an, men transmisyon nan fib la se sitou pikosecond lazè, souvan yo te jwenn nan lazè komèsyal yo. Metòd 2 itilize yon fèmti komèsyal ak bouchon fen fib ak ekstansyon mòd kòm yon konvètisè longèdonn ki pa lineyè adisyonèl pou osilateur safi Titàn pou sipòte konvèsyon longèdonn femtosecond pulsasyon. Metòd 3 se menm jan ak Metòd 2, men li enkòpore yon devan pp-FPCA ak avantaj fib pa kouple yon batman kè wo-enèji femtosecond nan yon seksyon nan fib kristal fotonik yo pwodwi yon spectre supercontinuum aderan. Se twazyèm metòd sa a ke otè yo itilize nan papye sa a.
Sepandan, li te jwenn ke fib la itilize pou jenerasyon supercontinuum anjeneral domaje apre apeprè 100 èdtan nan operasyon kimilatif. Domaj optik irevokabl limite anpil lavi sous supercontinuum la. Se poutèt sa, li nesesè detèmine prensip sa a domaj optik yo nan lòd yo jwenn yon mwayen pou kontourne li. Si fotodomaj la ki te koze pa kontaminan ayeryèn nan yon anviwònman chanm ki pa superclean ak/oswa kouple espasyal ki gen gwo pik pouvwa nan endface fib la, li ka adrese pa bouchon fen fib kristal fotonik ki disponib nan komès oswa lè yo tonbe nan twou espesifik nan fen fas fib la. .
Tablo 1 bay lis twa rapid eksperimantal otè yo itilize pou etidye mekanis domaj fib optik yo. Scheme 1 makonnen yon batman kè antre ak yon longèdonn santral 1030 nm, yon frekans repetisyon 10 MHz, ak yon lajè batman kè 280 fs nan yon seksyon 25 cm nan LMA-PM-15 fib, epi apre eksperyans repete, tout te jwenn ke fib la te domaje apre 100 ± 40 èdtan nan operasyon kimilatif. Scheme 2 te itilize yon sous kondwi diferan ak fib kristal fotonik, men dansite pouvwa pik la makonnen ak figi fen fib la rete menm jan ak Scheme 1. Scheme 2, sepandan, rezilta nan fotodomaj nan lespas 10 ± 2 èdtan. Kote kote domaj optik la fèt diferan ant de senaryo sa yo: domaj optik nan senaryo 1 la sitiye.<10 cm from the incident end of the fiber, whereas the optical damage in scenario 2 is located <1 cm from the incident end of the fiber. This difference indicates that the cause of fiber damage is not air contaminants in the environment or the high peak power density at the time of coupling, and that optical damage cannot be avoided by fiber end caps. Upon analysis, this fiber damage can be explained by the optical waveguide theory of long-period fiber gratings (LPFG). When a pulse is coupled into the fiber, part of the energy enters the core while the other part is transmitted into the cladding. When the light from the core mode and the cladding mode interfere with each other and generate standing waves, an LPFG is written into the fiber. the shorter the period of the LPFG, the more periods are contained in the same fiber length, and the more easily the fiber is damaged.
Pou verifye lide sa a, otè yo te chwazi fib LMA-PM-40-FUD ak yon dyamèt jaden mòd 32 μm nan Scheme 3. Peryòd LPFG te kalkile sou 9 cm, epi longè fib 9 cm se. mwens pase yon sik, kidonk efè domaj fib ki te koze pa LPFG pral teyorikman disparèt. Eksperimantal, sistèm optik nan konplo 3 tou rete estab apre 2000 èdtan nan operasyon kimilatif.
Figi 2 montre sous limyè femtosecond reglabl miltiparametrik ki te konstwi pa otè yo ki baze sou Scheme 3. Tout sous limyè a konsiste de yon sistèm pp-FCPA ak yon frekans reglabl repete soti nan 1-10 MHz kòm fen devan, ak yon kristal fotonik. fib evite domaj optik ki te koze pa LPFG kòm inite a jenere spectre supercontinuous, sa vle di, yon konvètisè fib nonlinear (FNWC). Apre elaji espektral pulsasyon yo ap dirije nan yon fòmatè batman kè pwogramab. Lè w chwazi yon fenèt filtre espesifik ak kantite konpansasyon dispèsyon, yo ka ajiste longèdonn santral la nan seri 950-1110 nm epi lajè batman kè a ka ajiste nan seri 40-400 fs. Anplis de sa, batman pwodiksyon final la ka transmèt ak yon seksyon nan kagome ki ba-dispersion kab patch fib kre-nwayo, ki pèmèt sous limyè sa a yo dwe fasil chanje ant modil aplikasyon diferan.
An rezime, otè yo te devlope yon akseswar serye pou lazè fib femtosecond ak konsiderab tunability an tèm de re-frekans, longèdonn, ak lajè batman kè, ki eksplike ak siprime domaj optik nan sistèm nan fib makonnen, ak ki gen korespondan sistèm lazè entegre se trè. ki estab, pwomèt yo elaji aplikasyon yo nan lazè ultrarapid reglabl nan jaden byolojik ak medikal.
