Een Chinees team heeft een 1,2 μm-band krachtige, afstembare Raman-vezellaser ontwikkeld

Een Chinees team heeft een 1,2 μm-band met hoog vermogen en afstembare Raman-microfoon ontwikkeldvezellaser

LaserbronnenLasers die werken in de 1,2 μm-band hebben unieke toepassingen in fotodynamische therapie, biomedische diagnostiek en zuurstofdetectie. Bovendien kunnen ze worden gebruikt als pompbronnen voor parametrische opwekking van mid-infrarood licht en voor het genereren van zichtbaar licht door frequentieverdubbeling. Lasers in de 1,2 μm-band zijn bereikt met verschillendevastestoflasers, inbegrepenhalfgeleiderlasers, diamant Raman-lasers en fiberlasers. Van deze drie lasers heeft de fiberlaser de voordelen van een eenvoudige structuur, goede straalkwaliteit en flexibele werking, waardoor het de beste keuze is voor lasers met een 1,2 μm-band.
Onlangs is het onderzoeksteam onder leiding van professor Pu Zhou in China geïnteresseerd in hoogvermogen fiberlasers in de 1,2 μm-band. De huidige hoogvermogen fiberlaserslaserszijn voornamelijk ytterbium-gedoteerde fiberlasers in de 1 μm-band, en het maximale uitgangsvermogen in de 1,2 μm-band is beperkt tot het niveau van 10 W. Hun werk, getiteld "High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband", werd gepubliceerd in Frontiers ofOpto-elektronica.

FIG. 1: (a) Experimentele opstelling van een afstembare Raman-vezelversterker met hoog vermogen en (b) een afstembare willekeurige Raman-vezelseedlaser in de 1,2 μm-band. PDF: fosforgedoteerde vezel; QBH: kwartsbulk; WDM: golflengteverdelingsmultiplexer; SFS: superfluorescerende vezellichtbron; P1: poort 1; P2: poort 2. P3: geeft poort 3 aan. Bron: Zhang Yang et al., Afstembare Raman-vezellaser met hoog vermogen in de 1,2 μm-golfband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Het idee is om het gestimuleerde Raman-verstrooiingseffect in een passieve vezel te gebruiken om een ​​krachtige laser in de 1,2 μm-band te genereren. Gestimuleerde Raman-verstrooiing is een niet-lineair effect van de derde orde dat fotonen omzet in langere golflengten.

Figuur 2: Instelbare, willekeurige RFL-uitgangsspectra bij (a) 1065-1074 nm en (b) 1077 nm pompgolflengte (Δλ verwijst naar een lijnbreedte van 3 dB). Bron: Zhang Yang et al., Hoogvermogen instelbare Raman-vezellaser met een golflengte van 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
De onderzoekers gebruikten het gestimuleerde Raman-verstrooiingseffect in de fosforgedoteerde vezel om een ​​krachtige ytterbiumgedoteerde vezel met een 1 μm-band om te zetten naar een 1,2 μm-band. Een Raman-signaal met een vermogen tot 735,8 W werd verkregen bij 1252,7 nm, het hoogste uitgangsvermogen van een 1,2 μm-vezellaser dat tot nu toe is gerapporteerd.

Figuur 3: (a) Maximaal uitgangsvermogen en genormaliseerd uitgangsspectrum bij verschillende signaalgolflengten. (b) Volledig uitgangsspectrum bij verschillende signaalgolflengten, in dB (Δλ verwijst naar een lijnbreedte van 3 dB). Bron: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figuur 4: (a) Spectrum- en (b) vermogensontwikkelingskarakteristieken van een krachtige, afstembare Raman-vezelversterker bij een pompgolflengte van 1074 nm. Bron: Zhang Yang et al., Hoogvermogen afstembare Raman-vezellaser bij een golflengte van 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)