Առաջընթաց։ Աշխարհի ամենաբարձր հզորության 3 մկմ միջին ինֆրակարմիր ճառագայթումըֆեմտովայրկյանային մանրաթելային լազեր
մանրաթելային լազերՄիջին ինֆրակարմիր լազերի ելքային հոսքի հասնելու համար առաջին քայլը համապատասխան մանրաթելային մատրիցային նյութի ընտրությունն է: Մերձին ինֆրակարմիր մանրաթելային լազերներում քվարցային ապակե մատրիցը ամենատարածված մանրաթելային մատրիցային նյութն է՝ շատ ցածր փոխանցման կորստով, հուսալի մեխանիկական ամրությամբ և գերազանց կայունությամբ: Այնուամենայնիվ, բարձր ֆոնոնային էներգիայի (1150 սմ-1) պատճառով քվարցային մանրաթելը չի կարող օգտագործվել միջին ինֆրակարմիր լազերի փոխանցման համար: Միջին ինֆրակարմիր լազերի ցածր կորստային փոխանցման հասնելու համար մենք պետք է վերընտրենք այլ մանրաթելային մատրիցային նյութեր՝ ավելի ցածր ֆոնոնային էներգիայով, ինչպիսիք են սուլֆիդային ապակե մատրիցը կամ ֆտորային ապակե մատրիցը: Սուլֆիդային մանրաթելն ունի ամենացածր ֆոնոնային էներգիան (մոտ 350 սմ-1), բայց այն ունի խնդիր, որ դոպինգի կոնցենտրացիան չի կարող մեծացվել, ուստի այն հարմար չէ միջին ինֆրակարմիր լազեր ստեղծելու համար որպես ուժեղացնող մանրաթել օգտագործելու համար: Չնայած ֆտորային ապակե հիմքն ունի մի փոքր ավելի բարձր ֆոնոնային էներգիա (550 սմ-1), քան սուլֆիդային ապակե հիմքը, այն կարող է նաև ցածր կորստային փոխանցման հասնել միջին ինֆրակարմիր լազերների համար, որոնց ալիքի երկարությունը 4 մկմ-ից պակաս է: Ավելի կարևոր է, որ ֆտորային ապակե հիմքը կարող է հասնել հազվագյուտ հողային իոնների բարձր կոնցենտրացիայի, որը կարող է ապահովել միջին ինֆրակարմիր լազերի ստեղծման համար անհրաժեշտ ուժը, օրինակ՝ Er3+-ի համար ամենահասուն ֆտորային ZBLAN մանրաթելը կարողացել է հասնել մինչև 10 մոլ դոպինգի կոնցենտրացիայի: Հետևաբար, ֆտորային ապակե մատրիցը միջին ինֆրակարմիր մանրաթելային լազերների համար ամենահարմար մանրաթելային մատրիցային նյութն է:
Վերջերս Շենժենի համալսարանի պրոֆեսոր Ռուան Շուանգչենի և պրոֆեսոր Գուո Չունյուի թիմը մշակել է բարձր հզորության ֆեմտովայրկյանայինիմպուլսային մանրաթելային լազերբաղկացած է 2.8 մկմ ռեժիմով կողպված Er:ZBLAN մանրաթելային օսցիլյատորից, միառժամանակյա Er:ZBLAN մանրաթելային նախաուժեղացուցիչից և մեծռեժիմային դաշտի Er:ZBLAN մանրաթելային գլխավոր ուժեղացուցիչից։
Հիմնվելով միջին ինֆրակարմիր գերկարճ իմպուլսի ինքնասեղմման և ուժեղացման տեսության վրա, որը կառավարվում է բևեռացման վիճակով, և մեր հետազոտական խմբի թվային մոդելավորման աշխատանքների վրա, համակցված լայնամոդ օպտիկական մանրաթելի ոչ գծային ճնշման և ռեժիմի կառավարման մեթոդների, ակտիվ սառեցման տեխնոլոգիայի և երկկողմանի պոմպի ուժեղացման կառուցվածքի հետ, համակարգը ստանում է 2.8 մկմ գերկարճ իմպուլսային ելք՝ 8.12 Վտ միջին հզորությամբ և 148 fs իմպուլսի լայնությամբ: Այս հետազոտական խմբի կողմից ձեռք բերված ամենաբարձր միջին հզորության միջազգային ռեկորդը թարմացվել է:
Նկար 1. Er:ZBLAN մանրաթելային լազերի կառուցվածքային դիագրամ՝ հիմնված MOPA կառուցվածքի վրա
Կառուցվածքըֆեմտովայրկյանային լազերՀամակարգը ներկայացված է նկար 1-ում: Նախաուժեղացուցիչում որպես ուժեղացման մանրաթել օգտագործվել է 3.1 մ երկարությամբ միառոդ կրկնակի պատյանով Er:ZBLAN մանրաթելը՝ 7 մոլ.% դոպինգի կոնցենտրացիայով և 15 մկմ միջուկի տրամագծով (NA = 0.12): Գլխավոր ուժեղացուցիչում որպես ուժեղացման մանրաթել օգտագործվել է 4 մ երկարությամբ կրկնակի պատյանով մեծ ռեժիմային դաշտի Er:ZBLAN մանրաթել՝ 6 մոլ.% դոպինգի կոնցենտրացիայով և 30 մկմ միջուկի տրամագծով (NA = 0.12): Միջուկի ավելի մեծ տրամագիծը ուժեղացման մանրաթելին հնարավորություն է տալիս ունենալ ավելի ցածր ոչ գծային գործակից և դիմակայել ավելի բարձր գագաթնակետային հզորության և ավելի մեծ իմպուլսային էներգիայի իմպուլսային ելքի: Ամրացնող մանրաթելի երկու ծայրերը միացված են AlF3 ծայրակալին:
Հրապարակման ժամանակը. Փետրվարի 19-2024