Et kinesisk team har udviklet et 1,2 μm bånd med høj effekt, der er indstillet Raman Fiber Laser

Et kinesisk team har udviklet et 1,2 μm bånd højeffekt, der er indstillet RamanFiberlaser

LaserkilderOperation i 1,2 μm bånd har nogle unikke anvendelser i fotodynamisk terapi, biomedicinsk diagnostik og iltmåling. Derudover kan de bruges som pumpekilder til parametrisk generering af midtinfrarødt lys og til at generere synligt lys ved frekvensdobling. Lasere i 1,2 μm båndet er opnået med forskelligeSolid-state lasereinklusivehalvlederlasere, Diamond Raman -lasere og fiberlasere. Blandt disse tre lasere har fiberlaser fordelene ved enkel struktur, god strålekvalitet og fleksibel drift, hvilket gør det til det bedste valg at generere 1,2 μm båndlaser.
For nylig er forskerteamet ledet af professor Pu Zhou i Kina interesseret i lasere med høj effekt i 1,2μm-båndet. Den nuværende højeffektfiberlasereer hovedsageligt ytterbium-dopede fiberlasere i 1 μm båndet, og den maksimale udgangseffekt i 1,2 μm båndet er begrænset til niveauet 10 W. Deres arbejde med titlen "High Power Tunable Raman Fiber Laser ved 1,2μm bølgebånd," blev offentliggjort i Frontiers ofOptoelectronics.

Fig. 1: (a) Eksperimentel opsætning af en højeffekt indstillelig Raman-fiberforstærker og (b) indstillelig tilfældig Raman-fiberfrølaser ved 1,2 μm bånd. PDF: phosphor-dopet fiber; QBH: Quartz Bulk; WDM: Multiplexer af bølgelængde; SFS: Superfluorescent Fiber Light Source; P1: Port 1; P2: Port 2. P3: Angiver port 3. Kilde: Zhang Yang et al., High Power Tunable Raman Fiber Laser ved 1,2 μm bølgebånd, grænser for optoelektronik (2024).
Ideen er at bruge den stimulerede Raman-spredningseffekt i en passiv fiber til at generere en højeffekt laser i 1,2 μm båndet. Stimuleret Raman-spredning er en tredje orden ikke-lineær effekt, der konverterer fotoner til længere bølgelængder.

Figur 2: Tunable tilfældige RFL-udgangsspektre ved (a) 1065-1074 nm og (b) 1077 nm pumpebølgelængder (Δλ refererer til 3 dB linjebredde). Kilde: Zhang Yang et al., High Power Tunable Raman Fiber Laser ved 1,2 μm bølgebånd, grænser for optoelektronik (2024).
Forskerne brugte den stimulerede Raman-spredningseffekt i den fosfor-dopede fiber til at konvertere en højeffekt ytterbium-dopet fiber ved 1 um bånd til 1,2 um bånd. Et Raman -signal med en effekt på op til 735,8 W blev opnået ved 1252,7 nm, hvilket er den højeste udgangseffekt på en 1,2 μm båndfiberlaser rapporteret til dato.

Figur 3: (a) Maksimal udgangseffekt og normaliseret udgangsspektrum ved forskellige signalbølgelængder. (b) Fuld udgangsspektrum ved forskellige signalbølgelængder i DB (Δλ refererer til 3 dB linebredde). Kilde: Zhang Yang et al., High Power Tunable Raman Fiber Laser ved 1,2 μm bølgebånd, grænser for optoelektronik (2024).

Figur: 4: (a) spektrum og (b) effektudviklingsegenskaber for en højeffekt indstillelig Raman-fiberforstærker ved en pumpebølgelængde på 1074 nm. Kilde: Zhang Yang et al., High Power Tunable Raman Fiber Laser ved 1,2 μm bølgebånd, Frontiers of Optoelectronics (2024)