अभूतपूर्व सफलता! दुनिया की सबसे शक्तिशाली 3 माइक्रोमीटर मध्य-अवरक्त किरण।फेमटोसेकंड फाइबर लेजर
फाइबर लेजरमध्य-अवरक्त लेजर आउटपुट प्राप्त करने के लिए, पहला कदम उपयुक्त फाइबर मैट्रिक्स सामग्री का चयन करना है। निकट-अवरक्त फाइबर लेजरों में, क्वार्ट्ज ग्लास मैट्रिक्स सबसे आम फाइबर मैट्रिक्स सामग्री है, जिसमें बहुत कम संचरण हानि, विश्वसनीय यांत्रिक शक्ति और उत्कृष्ट स्थिरता होती है। हालांकि, उच्च फोनन ऊर्जा (1150 cm⁻¹) के कारण, क्वार्ट्ज फाइबर का उपयोग मध्य-अवरक्त लेजर संचरण के लिए नहीं किया जा सकता है। मध्य-अवरक्त लेजर के कम हानि संचरण को प्राप्त करने के लिए, हमें कम फोनन ऊर्जा वाली अन्य फाइबर मैट्रिक्स सामग्री, जैसे सल्फाइड ग्लास मैट्रिक्स या फ्लोराइड ग्लास मैट्रिक्स का पुनः चयन करने की आवश्यकता है। सल्फाइड फाइबर में सबसे कम फोनन ऊर्जा (लगभग 350 cm⁻¹) होती है, लेकिन इसमें डोपिंग सांद्रता को बढ़ाया नहीं जा सकता है, इसलिए यह मध्य-अवरक्त लेजर उत्पन्न करने के लिए गेन फाइबर के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। हालांकि फ्लोराइड ग्लास सब्सट्रेट की फोनन ऊर्जा (550 cm⁻¹) सल्फाइड ग्लास सब्सट्रेट से थोड़ी अधिक होती है, फिर भी यह 4 μm से कम तरंगदैर्ध्य वाले मध्य-अवरक्त लेजरों के लिए कम हानि वाला संचरण प्राप्त कर सकता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि फ्लोराइड ग्लास सब्सट्रेट में उच्च दुर्लभ पृथ्वी आयन डोपिंग सांद्रता प्राप्त की जा सकती है, जो मध्य-अवरक्त लेजर उत्पादन के लिए आवश्यक लाभ प्रदान कर सकती है। उदाहरण के लिए, Er³⁺ के लिए सबसे उन्नत फ्लोराइड ZBLAN फाइबर 10 मोल तक की डोपिंग सांद्रता प्राप्त करने में सक्षम है। इसलिए, फ्लोराइड ग्लास मैट्रिक्स मध्य-अवरक्त फाइबर लेजरों के लिए सबसे उपयुक्त फाइबर मैट्रिक्स सामग्री है।
हाल ही में, शेन्ज़ेन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर रुआन शुआंगचेन और प्रोफेसर गुओ चुनयू की टीम ने एक उच्च-शक्ति फेम्टोसेकंड विकसित किया है।पल्स फाइबर लेजरइसमें 2.8μm मोड-लॉक्ड Er:ZBLAN फाइबर ऑसिलेटर, सिंगल-मोड Er:ZBLAN फाइबर प्रीएम्पलीफायर और लार्ज-मोड फील्ड Er:ZBLAN फाइबर मेन एम्पलीफायर शामिल हैं।
ध्रुवीकरण अवस्था द्वारा नियंत्रित मध्य-अवरक्त अति-लघु स्पंद के स्व-संपीड़न और प्रवर्धन सिद्धांत तथा हमारे शोध समूह के संख्यात्मक अनुकरण कार्य के आधार पर, साथ ही बड़े-मोड ऑप्टिकल फाइबर की अरैखिक दमन और मोड नियंत्रण विधियों, सक्रिय शीतलन तकनीक और दोहरे सिरे वाले पंप की प्रवर्धन संरचना के संयोजन से, इस प्रणाली ने 8.12W की औसत शक्ति और 148 fs की स्पंद चौड़ाई के साथ 2.8μm अति-लघु स्पंद आउटपुट प्राप्त किया। इस शोध समूह द्वारा प्राप्त उच्चतम औसत शक्ति का अंतर्राष्ट्रीय रिकॉर्ड और भी बेहतर हो गया।
चित्र 1. MOPA संरचना पर आधारित Er:ZBLAN फाइबर लेजर का संरचना आरेख
की संरचनाफेमटोसेकंड लेजरसिस्टम को चित्र 1 में दर्शाया गया है। प्रीएम्पलीफायर में गेन फाइबर के रूप में 3.1 मीटर लंबाई के सिंगल-मोड डबल-क्लैड Er:ZBLAN फाइबर का उपयोग किया गया, जिसकी डोपिंग सांद्रता 7 मोल.% और कोर व्यास 15 μm (NA = 0.12) था। मुख्य एम्पलीफायर में, गेन फाइबर के रूप में 4 मीटर लंबाई के डबल-क्लैड लार्ज मोड फील्ड Er:ZBLAN फाइबर का उपयोग किया गया, जिसकी डोपिंग सांद्रता 6 मोल.% और कोर व्यास 30 μm (NA = 0.12) था। बड़े कोर व्यास के कारण गेन फाइबर का नॉनलाइनियर गुणांक कम होता है और यह उच्च पीक पावर और अधिक पल्स ऊर्जा के पल्स आउटपुट को सहन कर सकता है। गेन फाइबर के दोनों सिरे AlF3 टर्मिनल कैप से जुड़े हुए हैं।
पोस्ट करने का समय: 19 फरवरी 2024