တိုးတက်မှု! ကမ္ဘာ့အမြင့်ဆုံးပါဝါ 3 μm အလယ်အလတ်အနီအောက်ရောင်ခြည်femtosecond ဖိုက်ဘာလေဆာ
ဖိုက်ဘာလေဆာmid-infrared laser output ရရှိရန်အတွက် ပထမခြေလှမ်းမှာ သင့်လျော်သော fiber matrix ပစ္စည်းကို ရွေးချယ်ရန်ဖြစ်သည်။ near-infrared fiber laser များတွင် quartz glass matrix သည် transmission loss အလွန်နည်းပြီး ယုံကြည်စိတ်ချရသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်ခံ့မှုနှင့် အလွန်ကောင်းမွန်သော တည်ငြိမ်မှုရှိသော အသုံးအများဆုံး fiber matrix ပစ္စည်းဖြစ်သည်။ သို့သော် phonon စွမ်းအင်မြင့်မားခြင်း (1150 cm-1) ကြောင့် quartz fiber ကို mid-infrared laser transmission အတွက် အသုံးပြု၍မရပါ။ mid-infrared laser ၏ low loss transmission ရရှိရန်အတွက် sulfide glass matrix သို့မဟုတ် fluoride glass matrix ကဲ့သို့သော phonon စွမ်းအင်နည်းသော အခြား fiber matrix ပစ္စည်းများကို ပြန်လည်ရွေးချယ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ Sulfide fiber တွင် phonon စွမ်းအင် အနိမ့်ဆုံး (350 cm-1 ခန့်) ရှိသော်လည်း doping concentration ကို မြှင့်တင်၍မရသည့် ပြဿနာရှိသောကြောင့် mid-infrared laser ထုတ်လုပ်ရန် gain fiber အဖြစ် အသုံးပြုရန် မသင့်တော်ပါ။ fluoride glass substrate သည် sulfide glass substrate ထက် phonon စွမ်းအင် အနည်းငယ်ပိုများခြင်း (550 cm-1) ရှိသော်လည်း 4 μm အောက်ရှိ wavelengths ရှိသော mid-infrared laser များအတွက် low-loss transmission ကိုလည်း ရရှိနိုင်ပါသည်။ ပိုအရေးကြီးတာက ဖလိုရိုက်ဖန်သားအောက်ခံဟာ မြင့်မားတဲ့ ရှားပါးဒြပ်စင်အိုင်းယွန်း doping အာရုံစူးစိုက်မှုကို ရရှိနိုင်ပြီး mid-infrared laser ထုတ်လုပ်ဖို့အတွက် လိုအပ်တဲ့ gain ကို ပေးစွမ်းနိုင်ပါတယ်။ ဥပမာအားဖြင့် Er3+ အတွက် အရင့်ကျက်ဆုံး ဖလိုရိုက် ZBLAN fiber ဟာ 10 mol အထိ doping အာရုံစူးစိုက်မှုကို ရရှိနိုင်ခဲ့ပါတယ်။ ဒါကြောင့် ဖလိုရိုက်ဖန်သား matrix ဟာ mid-infrared fiber laser တွေအတွက် အသင့်တော်ဆုံး fiber matrix ပစ္စည်းဖြစ်ပါတယ်။
မကြာသေးမီက ရှန်ကျန်းတက္ကသိုလ်မှ ပါမောက္ခ Ruan Shuangchen နှင့် ပါမောက္ခ Guo Chunyu တို့၏အဖွဲ့သည် မြင့်မားသောပါဝါ femtosecond ကို တီထွင်ခဲ့သည်။pulse fiber laser2.8μm mode-locked Er:ZBLAN fiber oscillator၊ single-mode Er:ZBLAN fiber preamplifier နှင့် large-mode field Er:ZBLAN fiber main amplifier တို့ဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်။
ကျွန်ုပ်တို့၏ သုတေသနအဖွဲ့၏ polarization state ဖြင့် ထိန်းချုပ်ထားသော mid-infrared ultra-short pulse ၏ self-compression နှင့် amplification သီအိုရီနှင့် numerical simulation လုပ်ဆောင်ချက်ကို အခြေခံ၍ large-mode optical fiber ၏ nonlinear suppression နှင့် mode control နည်းလမ်းများ၊ active cooling နည်းပညာနှင့် double-ended pump ၏ amplification structure တို့နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသောကြောင့် စနစ်သည် ပျမ်းမျှပါဝါ 8.12W နှင့် pulse width 148 fs ရှိသော 2.8μm ultra-short pulse output ကို ရရှိသည်။ ဤသုတေသနအဖွဲ့မှ ရရှိသော အမြင့်ဆုံးပျမ်းမျှပါဝါ၏ နိုင်ငံတကာစံချိန်ကို ထပ်မံဆန်းသစ်ခဲ့သည်။
ပုံ ၁ MOPA ဖွဲ့စည်းပုံကို အခြေခံထားသော Er:ZBLAN ဖိုက်ဘာလေဆာ၏ ဖွဲ့စည်းပုံပုံ
ဖွဲ့စည်းပုံကfemtosecond လေဆာစနစ်ကို ပုံ ၁ တွင် ပြသထားသည်။ အရှည် ၃.၁ မီတာရှိသော single-mode double-clad Er:ZBLAN fiber ကို doping concentration 7 mol.% နှင့် core အချင်း 15 μm (NA = 0.12) ရှိသော preamplifier တွင် gain fiber အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ main amplifier တွင် doping concentration 6 mol.% နှင့် core အချင်း 30 μm (NA = 0.12) ရှိသော gain fiber အဖြစ် အသုံးပြုခဲ့သည်။ core အချင်းပိုကြီးသောကြောင့် gain fiber သည် nonlinear coefficient နည်းပါးပြီး pulse energy ၏ peak power နှင့် pulse output မြင့်မားခြင်းကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။ gain fiber ၏ အဆုံးနှစ်ဖက်စလုံးကို AlF3 terminal cap နှင့် ချိတ်ဆက်ထားသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ ဖေဖော်ဝါရီလ ၁၉ ရက်