निर्णायक! विश्व की उच्चतम शक्ति 3μm मध्य-अवरक्तफेमटोसेकंड फाइबर लेजर
फाइबर लेजरमध्य-अवरक्त लेजर आउटपुट प्राप्त करने के लिए, पहला कदम उपयुक्त फाइबर मैट्रिक्स सामग्री का चयन करना है। निकट-अवरक्त फाइबर लेजर में, क्वार्ट्ज ग्लास मैट्रिक्स बहुत कम संचरण हानि, विश्वसनीय यांत्रिक शक्ति और उत्कृष्ट स्थिरता के साथ सबसे आम फाइबर मैट्रिक्स सामग्री है। हालाँकि, उच्च फ़ोनन ऊर्जा (1150 सेमी-1) के कारण, क्वार्ट्ज फाइबर का उपयोग मध्य-अवरक्त लेजर ट्रांसमिशन के लिए नहीं किया जा सकता है। मध्य-अवरक्त लेजर के कम नुकसान वाले संचरण को प्राप्त करने के लिए, हमें कम फोनन ऊर्जा के साथ अन्य फाइबर मैट्रिक्स सामग्री, जैसे सल्फाइड ग्लास मैट्रिक्स या फ्लोराइड ग्लास मैट्रिक्स को फिर से चुनने की आवश्यकता है। सल्फाइड फाइबर में सबसे कम फोनन ऊर्जा (लगभग 350 सेमी-1) होती है, लेकिन इसमें समस्या है कि डोपिंग एकाग्रता को बढ़ाया नहीं जा सकता है, इसलिए यह मध्य-अवरक्त लेजर उत्पन्न करने के लिए लाभ फाइबर के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं है। यद्यपि फ्लोराइड ग्लास सब्सट्रेट में सल्फाइड ग्लास सब्सट्रेट की तुलना में थोड़ी अधिक फोनन ऊर्जा (550 सेमी-1) होती है, यह 4 माइक्रोन से कम तरंग दैर्ध्य वाले मध्य-अवरक्त लेजर के लिए कम-नुकसान संचरण भी प्राप्त कर सकता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि फ्लोराइड ग्लास सब्सट्रेट एक उच्च दुर्लभ पृथ्वी आयन डोपिंग एकाग्रता प्राप्त कर सकता है, जो मध्य-अवरक्त लेजर पीढ़ी के लिए आवश्यक लाभ प्रदान कर सकता है, उदाहरण के लिए, ईआर 3+ के लिए सबसे परिपक्व फ्लोराइड ZBLAN फाइबर एक डोपिंग एकाग्रता प्राप्त करने में सक्षम है 10 मोल तक. इसलिए, फ्लोराइड ग्लास मैट्रिक्स मध्य-अवरक्त फाइबर लेजर के लिए सबसे उपयुक्त फाइबर मैट्रिक्स सामग्री है।
हाल ही में, शेन्ज़ेन विश्वविद्यालय में प्रोफेसर रुआन शुआंगचेन और प्रोफेसर गुओ चुन्यु की टीम ने एक उच्च शक्ति वाला फेमटोसेकंड विकसित किया है।पल्स फाइबर लेजर2.8μm मोड-लॉक्ड एर:ZBLAN फाइबर ऑसिलेटर, सिंगल-मोड एर:ZBLAN फाइबर प्रीएम्प्लीफायर और बड़े-मोड फ़ील्ड एर:ZBLAN फाइबर मुख्य एम्पलीफायर से बना है।
हमारे शोध समूह के ध्रुवीकरण राज्य और संख्यात्मक सिमुलेशन कार्य द्वारा नियंत्रित मध्य-अवरक्त अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स के आत्म-संपीड़न और प्रवर्धन सिद्धांत के आधार पर, बड़े-मोड ऑप्टिकल फाइबर के गैर-रेखीय दमन और मोड नियंत्रण विधियों, सक्रिय शीतलन प्रौद्योगिकी और प्रवर्धन के साथ संयुक्त डबल-एंडेड पंप की संरचना, सिस्टम 8.12W की औसत शक्ति और 148 एफएस की पल्स चौड़ाई के साथ 2.8μm अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स आउटपुट प्राप्त करता है। इस अनुसंधान समूह द्वारा प्राप्त उच्चतम औसत शक्ति का अंतर्राष्ट्रीय रिकॉर्ड और ताज़ा किया गया।
चित्र 1 MOPA संरचना पर आधारित Er:ZBLAN फाइबर लेजर का संरचना आरेख
की संरचनाफेमटोसेकेंड लेजरसिस्टम को चित्र 1 में दिखाया गया है। 3.1 मीटर लंबाई के सिंगल-मोड डबल-क्लैड एर:जेडबीएलएएन फाइबर का उपयोग प्रीएम्प्लीफायर में 7 मोल% की डोपिंग सांद्रता और 15 μm के कोर व्यास (NA =) के साथ गेन फाइबर के रूप में किया गया था। 0.12). मुख्य एम्पलीफायर में, 4 मीटर की लंबाई के साथ एक डबल क्लैड बड़े मोड फ़ील्ड एर:ZBLAN फाइबर का उपयोग 6 mol.% की डोपिंग एकाग्रता और 30 μm (NA = 0.12) के कोर व्यास के साथ लाभ फाइबर के रूप में किया गया था। बड़ा कोर व्यास लाभ फाइबर को कम गैर-रैखिक गुणांक बनाता है और बड़ी पल्स ऊर्जा की उच्च शिखर शक्ति और पल्स आउटपुट का सामना कर सकता है। गेन फाइबर के दोनों सिरे AlF3 टर्मिनल कैप से जुड़े हुए हैं।
पोस्ट करने का समय: फरवरी-19-2024