सफलता! संसारको सबैभन्दा उच्च शक्ति ३ μm मध्य-इन्फ्रारेडफेमटोसेकेन्ड फाइबर लेजर
फाइबर लेजरमध्य-इन्फ्रारेड लेजर आउटपुट प्राप्त गर्न, पहिलो चरण उपयुक्त फाइबर म्याट्रिक्स सामग्री चयन गर्नु हो। नजिकैको इन्फ्रारेड फाइबर लेजरहरूमा, क्वार्ट्ज ग्लास म्याट्रिक्स धेरै कम प्रसारण हानि, भरपर्दो मेकानिकल शक्ति र उत्कृष्ट स्थिरता भएको सबैभन्दा सामान्य फाइबर म्याट्रिक्स सामग्री हो। यद्यपि, उच्च फोनोन ऊर्जा (११५० सेमी-१) को कारणले गर्दा, क्वार्ट्ज फाइबर मध्य-इन्फ्रारेड लेजर प्रसारणको लागि प्रयोग गर्न सकिँदैन। मध्य-इन्फ्रारेड लेजरको कम हानि प्रसारण प्राप्त गर्न, हामीले कम फोनोन ऊर्जा भएका अन्य फाइबर म्याट्रिक्स सामग्रीहरू पुन: चयन गर्न आवश्यक छ, जस्तै सल्फाइड गिलास म्याट्रिक्स वा फ्लोराइड गिलास म्याट्रिक्स। सल्फाइड फाइबरमा सबैभन्दा कम फोनोन ऊर्जा (लगभग ३५० सेमी-१) हुन्छ, तर यसमा डोपिङ सांद्रता बढाउन नसकिने समस्या छ, त्यसैले यो मध्य-इन्फ्रारेड लेजर उत्पन्न गर्न लाभ फाइबरको रूपमा प्रयोगको लागि उपयुक्त छैन। फ्लोराइड गिलास सब्सट्रेटमा सल्फाइड गिलास सब्सट्रेट भन्दा अलि बढी फोनोन ऊर्जा (५५० सेमी-१) भए पनि, यसले ४ μm भन्दा कम तरंगदैर्ध्य भएका मध्य-इन्फ्रारेड लेजरहरूको लागि कम-हानि प्रसारण पनि प्राप्त गर्न सक्छ। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, फ्लोराइड गिलास सब्सट्रेटले उच्च दुर्लभ पृथ्वी आयन डोपिङ सांद्रता प्राप्त गर्न सक्छ, जसले मध्य-इन्फ्रारेड लेजर उत्पादनको लागि आवश्यक लाभ प्रदान गर्न सक्छ, उदाहरणका लागि, Er3+ को लागि सबैभन्दा परिपक्व फ्लोराइड ZBLAN फाइबरले १० मोल सम्मको डोपिङ सांद्रता प्राप्त गर्न सक्षम भएको छ। त्यसकारण, फ्लोराइड गिलास म्याट्रिक्स मध्य-इन्फ्रारेड फाइबर लेजरहरूको लागि सबैभन्दा उपयुक्त फाइबर म्याट्रिक्स सामग्री हो।
हालै, शेन्जेन विश्वविद्यालयका प्रोफेसर रुआन शुआङचेन र प्रोफेसर गुओ चुन्युको टोलीले उच्च-शक्तिको फेम्टोसेकेन्ड विकास गरेको छ।पल्स फाइबर लेजर२.८μm मोड-लक गरिएको Er:ZBLAN फाइबर ओसिलेटर, एकल-मोड Er:ZBLAN फाइबर प्रीएम्पलीफायर र ठूलो-मोड फिल्ड Er:ZBLAN फाइबर मुख्य एम्पलीफायर मिलेर बनेको।
हाम्रो अनुसन्धान समूहको ध्रुवीकरण अवस्था र संख्यात्मक सिमुलेशन कार्यद्वारा नियन्त्रित मध्य-इन्फ्रारेड अल्ट्रा-सर्ट पल्सको स्व-सम्प्रेसन र प्रवर्धन सिद्धान्तमा आधारित, ठूलो-मोड अप्टिकल फाइबरको ननलाइनर सप्रेसन र मोड नियन्त्रण विधिहरू, सक्रिय शीतलन प्रविधि र डबल-एन्डेड पम्पको प्रवर्धन संरचनासँग संयुक्त, प्रणालीले 8.12W को औसत पावर र 148 fs को पल्स चौडाइको साथ 2.8μm अल्ट्रा-सर्ट पल्स आउटपुट प्राप्त गर्दछ। यस अनुसन्धान समूहले हासिल गरेको उच्चतम औसत पावरको अन्तर्राष्ट्रिय रेकर्डलाई थप ताजा गरिएको छ।
चित्र १ MOPA संरचनामा आधारित Er:ZBLAN फाइबर लेजरको संरचना रेखाचित्र
को संरचनाफेमटोसेकेन्ड लेजरप्रणाली चित्र १ मा देखाइएको छ। ३.१ मिटर लम्बाइको एकल-मोड डबल-क्लाड Er:ZBLAN फाइबरलाई प्रि-एम्प्लीफायरमा ७ मोल.% को डोपिङ सांद्रता र १५ μm (NA = ०.१२) को कोर व्यास भएको गेन फाइबरको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। मुख्य एम्प्लीफायरमा, ४ मिटर लम्बाइको डबल क्ल्याड ठूलो मोड फिल्ड Er:ZBLAN फाइबरलाई ६ मोल.% को डोपिङ सांद्रता र ३० μm (NA = ०.१२) को कोर व्यास भएको गेन फाइबरको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। ठूलो कोर व्यासले गेन फाइबरलाई कम ननलाइनर गुणांक बनाउँछ र उच्च शिखर शक्ति र ठूलो पल्स ऊर्जाको पल्स आउटपुट सामना गर्न सक्छ। गेन फाइबरको दुवै छेउहरू AlF3 टर्मिनल क्यापमा फ्युज गरिएका छन्।
पोस्ट समय: फेब्रुअरी-१९-२०२४