Жаңы ачылыш! Дүйнөдөгү эң жогорку кубаттуулуктагы 3 мкм орто инфракызылфемтосекунддук була лазери
була лазерОрто инфракызыл лазердик чыгарууга жетүү үчүн, биринчи кадам - тиешелүү була матрицалык материалды тандоо. Жакын инфракызыл була лазерлеринде кварц айнек матрицасы өтө төмөн өткөрүү жоготуусу, ишенимдүү механикалык бекемдиги жана эң сонун туруктуулугу менен эң кеңири таралган була матрицалык материал болуп саналат. Бирок, жогорку фонондук энергиядан (1150 см-1) улам, кварц буласын орто инфракызыл лазердик берүү үчүн колдонууга болбойт. Орто инфракызыл лазердин аз жоготуу өткөрүмдүүлүгүнө жетүү үчүн, биз сульфиддик айнек матрицасы же фторлуу айнек матрицасы сыяктуу фонондук энергиясы төмөн башка була матрицалык материалдарды кайрадан тандашыбыз керек. Сульфиддик була эң төмөнкү фонондук энергияга ээ (болжол менен 350 см-1), бирок анын легирлөө концентрациясын жогорулатууга мүмкүн эместиги көйгөйү бар, ошондуктан ал орто инфракызыл лазерди түзүү үчүн күчөтүүчү була катары колдонууга ылайыктуу эмес. Фторлуу айнек субстрат сульфиддик айнек субстратка караганда бир аз жогору фонондук энергияга (550 см-1) ээ болсо да, ал толкун узундугу 4 мкмден аз болгон орто инфракызыл лазерлер үчүн аз жоготуу өткөрүмдүүлүгүнө да жетише алат. Андан да маанилүүсү, фторлуу айнек субстраты сейрек кездешүүчү жер иондорунун жогорку легирлөө концентрациясына жетише алат, бул орто инфракызыл лазерди генерациялоо үчүн талап кылынган күчөтүүнү камсыздай алат, мисалы, Er3+ үчүн эң жетилген фторлуу ZBLAN буласы 10 мольго чейинки легирлөө концентрациясына жетише алды. Ошондуктан, фторлуу айнек матрицасы орто инфракызыл була лазерлери үчүн эң ылайыктуу була матрицасы материалы болуп саналат.
Жакында эле Шэньчжэнь университетинин профессору Руан Шуанчен жана профессор Го Чуньюйдун командасы жогорку кубаттуулуктагы фемтосекунд иштеп чыгышты.импульстук була лазери2.8μm режимде кулпуланган Er:ZBLAN була генераторунан, бир режимдеги Er:ZBLAN була алдын ала күчөткүчүнөн жана чоң режимдеги Er:ZBLAN була негизги күчөткүчүнөн турат.
Биздин изилдөө тобунун поляризация абалы менен башкарылуучу орто инфракызыл ультра кыска импульстун өзүн-өзү кысуу жана күчөтүү теориясына жана сандык симуляция ишине, чоң режимдеги оптикалык буланын сызыктуу эмес басуу жана режимди башкаруу ыкмаларына, активдүү муздатуу технологиясына жана кош учтуу насостун күчөтүү түзүлүшүнө негизделген система орточо кубаттуулугу 8,12 Вт жана импульс туурасы 148 фс болгон 2,8 мкм ультра кыска импульс чыгаруусун алат. Бул изилдөө тобу тарабынан жетишилген эң жогорку орточо кубаттуулуктун эл аралык рекорду дагы жаңыртылды.
1-сүрөт. MOPA түзүмүнө негизделген Er:ZBLAN була лазеринин түзүлүш диаграммасы.
Түзүлүшүфемтосекунддук лазерсистемасы 1-сүрөттө көрсөтүлгөн. Алдын ала күчөткүчтө күчөтүүчү була катары 3,1 м узундуктагы бир режимдүү кош капталган Er:ZBLAN буласы колдонулган, анын кошулма концентрациясы 7 моль% жана өзөгүнүн диаметри 15 мкм (NA = 0,12). Негизги күчөткүчтө күчөтүүчү була катары 4 м узундуктагы кош капталган чоң режимдүү Er:ZBLAN буласы колдонулган, анын кошулма концентрациясы 6 моль% жана өзөгүнүн диаметри 30 мкм (NA = 0,12). Өзөктүн чоң диаметри күчөтүүчү буланын сызыктуу эмес коэффициентин төмөн кылат жана жогорку чоку кубаттуулугуна жана чоң импульс энергиясынын импульстук чыгышына туруштук бере алат. Күчөтүүчү буланын эки учу тең AlF3 терминалдык капкагына бириктирилген.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 19-февралы