Teknoloji ultrarapid lazè fib jenere femtosecond oswa pikosegond-nivo ultrashort lazè pulsasyon, ofri avantaj tankou bon jan kalite gwo travès, estabilite eksepsyonèl, ak estrikti kontra enfòmèl ant. Li jwenn aplikasyon vaste nan pwosesis presizyon, rechèch byomedikal, spèktroskopi, ak kominikasyon. Lazè fib ultrarapid tradisyonèl yo itilize fib ki ra-latè-dope kòm mwayen benefis, itilize estrikti enèji milti-nivo iyon ra-latè pou reyalize emisyon ankouraje. Sepandan, akòz espas nivo enèji fiks ak lajè spectral limite nan tranzisyon iyon ki ra -latè, pwodiksyon lazè limite nan seri espèk disrè, sa ki limite anpil aplikasyon lazè fib ultrarapid. Pwolonje longèdonn pwodiksyon ultrarapid lazè fib pi lwen pase ranje ki kouvri pa tranzisyon ion se pa sèlman yon pwogresyon natirèl nan devlopman teknoloji ultrarapid, men tou, adrese demand pratik atravè rechèch syantifik, aplikasyon medikal, defans, ak lòt domèn.
Ultrafast Raman fib lazè reprezante yon metòd efikas pou jenere pulsasyon lazè nan longèdonn espesifik. Teknik prensipal aktyèl yo pou jenere lazè Raman ultrarapid gen ladan mòd-bloke, ponpe synchrone, ak modulasyon nonlinear optical gain (NOGM). Mòd -bloke tipikman anplwaye ponpe vag kontinyèl-, ki egzije plizyè dizèn a dè santèn de mèt fib pou reyalize ase Raman, sa ki lakòz resonateur ak dispèsyon enpòtan ak nonlinearye. Ponpe synchrone itilize ponpe enpulsyonèl, efektivman diminye longè resonatè a. Sepandan, li nesesite senkronizasyon ant batman ponp lan ak batman kè Raman, ogmante konpleksite sistèm lan. Tou de teknik konte sou estrikti resonator fib, limite pwodiksyon enèji batman Raman a nan seri nJ la. Kontrèman, teknoloji NOGM anplwaye yon sèl -semans frekans-piki konfigirasyon anplifikatè Raman fib pou jenere gwo -impulsions lazè Raman. Kounye a, pulsasyon Raman ki pwodui lè l sèvi avèk teknik sa a rive nan plizyè santèn ranje nJ. Optimize achitekti sistèm lan pou jenere pi gwo -enèji Raman pulsasyon se yon objektif rechèch kle.
Raman -Latè Raman Hybrid Anplifikatè
Yon ekip rechèch konjwen ki gen Pwofesè Zhou Jiaqi ki soti nan Depatman Teknoloji ak Sistèm Lazè Aerospace nan SIOM, Akademi Chinwa Syans, ak Pwofesè Feng Yan ki soti nan Shanghai Advanced Research Institute of USTC, konbine teknoloji NOGM ak anplifikatè fib itterbium-dope. Lè w pwofite mekanis anplifikasyon ibrid iyon ki ra-latè ak ankouraje Raman dispersion (SRS), reyalize pwodiksyon lazè Raman ultra-rapid nan longèdonn 1121 nm ak kapasite mikrofokalizasyon, kote lajè batman an ka konprese a 589 fs.
Nan yon sistèm NOGM tipik, yon sèl -lazè frekans kontinyèl sèvi kòm sous grenn, anplifye ak fòm nan yon sèl fib; yon lazè ultrarapid aji kòm sous ponp, bay benefis optik ki pa lineyè atravè SRS. Anplifikasyon fèt sèlman nan rejyon an sipèpoze tanporèl ant lazè kontinyèl yon sèl -frekans ak lazè ponp lan, finalman konvèti li nan yon batman Raman senkronize ak lazè ponp lan. Nan sistèm NOGM konvansyonèl yo, inite anplifikasyon enèji batman ponp ponp lan ak inite konvèsyon frekans optik ki pa lineyè yo separe: gwo -divizyon multiplexeur longèdonn pouvwa yo oblije marye gwo -enèji ponp pulsasyon ak sèl -frekans kontinyèl grenn lazè; nplis de sa, fizyon fib fib aktif ak pasif nan kondisyon ki gen gwo pouvwa -poze risk pou estabilite sistèm alontèm-. Ekip rechèch la te devlope yon nouvo anplifikatè ibrid Raman ultrarapid lazè ki ra{10}}latè. Lè w itilize fib itterbyòm-dope pou bay an menm tan ra-gain latè ak benefis Raman, li ka jenere pulsasyon Raman ak yon sèl-enèji batman kè nan seri mikrojoule. Jan yo montre nan Figi 1, yon dyòd switch pwogrè -genere 1065 nm lazè enpulsyonèl ak yon lajè batman kè 18.3 ps, mete nan yon pousantaj repetisyon nan 10 MHz, sèvi kòm sous ponp sistèm lan. Yon etwat -lajè liy 1121 nm semi-kondiktè yon sèl-frekans lazè kontinyèl aji kòm sous la grenn, ansanm antre nan anplifikatè fib ittèbyòm-dope.
Figi 1 Chema sistèm anplifikatè ibrid Raman lazè ultrarapid latè ki ra-
Jan yo montre nan Figi 2(a)-(d), yon sèl -enèji batman kè nan 1121 nm Raman batman kè a ka anplifye a ~ 1 μJ, ak lajè batman kè a konprese a 589 fs. Efikasite maksimòm konvèsyon Raman la rive nan 69.9%, ak rapò siyal repetisyon batman kè -a-bri a rive nan 81.1 dB. San piki lazè kontinyèl yon sèl -frekans, karakteristik batman Raman 1121 nm yo montre nan (e)-(h). Anba kondisyon sa yo, batman Raman ki te pwodwi a montre yon karakteristik ki toupre -bri-, ak entansite sekans batman enstab ak yon rediksyon siyal-pous{19}}a-rapò bri 67.4 dB. Rezilta eksperimantal sa yo konfime posibilite NOGM raman anplifikasyon Raman ibrid latè ak nesesite pou yon sèl piki semans frekans.
Figi 2 Karakteristik lazè Raman batman kè ak (a)-(d) yon sèl -piki lazè kontinyèl frekans ak (e)-(h) san yon sèl-piki lazè kontinyèl frekans
Ansanm, simulation nimerik modle evolisyon batman kè a nan kondisyon yon lajè batman kè ponp 60 ps ak yon dyamèt nwayo fib Raman nan 14.5 μm, jan sa montre nan Figi 3. Rezilta yo endike ke pwodiksyon batman Raman nan seri a 10 μJ ka reyalize lè yo anplwaye pi laj pulsasyon ponp ak pi gwo dyamèt Raman {5{4}}fibre.
Figi 3 Rezilta simulation pou yon lajè batman ponp 60 ps ak yon dyamèt nwayo fib apeprè 14.5 μm
Etid sa a demontre yon nouvo anplifikatè ibrid Raman ultrarapid lazè itterbium -, ki reyalize ~1 μJ nan pwodiksyon lazè Raman 1121 nm ak yon lajè batman konpresib a 589 fs. Plis similasyon nimerik revele ke itilize yon lazè ponp ki gen yon lajè batman pi laj ak fib ki gen yon dyamèt nwayo pi gwo ta ka potansyèlman reyalize pwodiksyon batman Raman femtosecond nan seri a 10 μJ, ki reprezante yon konsantre kle pou rechèch ki vin apre. Lazè fib Raman femtosecond sa a, ki kapab jenere gwo -impulsion enèji nan longèdonn espesifik, ofri sipò teknoloji sous limyè pwomèt pou aplikasyon tankou pwosesis materyèl ak imaj byomedikal.
