Пешрафт! Баландтарин қудрати ҷаҳон 3 мкм миёнаи инфрасурхлазери нахи фемтосекундӣ
Лазери нахӣБарои ноил шудан ба баромади лазери миёнаи инфрасурх, қадами аввал интихоби маводи мувофиқи матритсаи нахӣ мебошад. Дар лазерҳои нахи наздики инфрасурх, матритсаи шишаи кварсӣ маъмултарин маводи матритсаи нахӣ бо талафоти хеле пасти интиқол, қувваи боэътимоди механикӣ ва устувории аъло мебошад. Аммо, аз сабаби энергияи баланди фонон (1150 см-1), нахи кварсиро барои интиқоли лазери миёнаи инфрасурх истифода бурдан мумкин нест. Барои ноил шудан ба интиқоли талафоти ками лазери миёнаи инфрасурх, мо бояд дигар маводҳои матритсаи нахӣ бо энергияи пасти фонон, ба монанди матритсаи шишаи сулфид ё матритсаи шишаи фторидро аз нав интихоб кунем. Нахи сулфид пасттарин энергияи фонон дорад (тақрибан 350 см-1), аммо он мушкиле дорад, ки консентратсияи допингро зиёд кардан мумкин нест, аз ин рӯ он барои истифода ҳамчун нахи афзоиш барои тавлиди лазери миёнаи инфрасурх мувофиқ нест. Гарчанде ки субстрати шишаи фторид нисбат ба субстрати шишаи сулфид энергияи каме баландтари фонон (550 см-1) дорад, он инчунин метавонад интиқоли талафоти камро барои лазерҳои миёнаи инфрасурх бо дарозии мавҷҳои камтар аз 4 мкм ба даст орад. Муҳимтар аз ҳама, субстрати шишагии фтор метавонад ба консентратсияи баланди допингкунии ионҳои нодири замин ноил гардад, ки метавонад фоидаи заруриро барои тавлиди лазери миёнаи инфрасурх таъмин кунад, масалан, нахи фториди ZBLAN-и пухтатарин барои Er3+ тавонист ба консентратсияи допинг то 10 мол ноил гардад. Аз ин рӯ, матритсаи шишагии фтор маводи мувофиқтарини матритсаи нах барои лазерҳои нахи миёнаи инфрасурх мебошад.
Ба наздикӣ, дастаи профессор Руан Шуанчен ва профессор Го Чуню дар Донишгоҳи Шенҷен фемтосонияи пуриқтидорро таҳия карданд.лазери нахи импулсӣаз осциллятори нахи Er:ZBLAN бо режими қулфшавандаи 2.8μm, пешамплификатори нахи Er:ZBLAN бо режими якмода ва тақвиятдиҳандаи асосии нахи Er:ZBLAN бо режими майдони калон иборат аст.
Бар асоси назарияи худфишурдасозӣ ва тақвияти импулси ултра-кӯтоҳи миёнаи инфрасурх, ки бо ҳолати поляризатсия идора мешавад ва кори симулятсияи рақамии гурӯҳи тадқиқотии мо, дар якҷоягӣ бо усулҳои ғайрихаттӣ пахшкунӣ ва назорати режими нахи оптикии режими калон, технологияи хунуккунии фаъол ва сохтори тақвияти насоси дуҷониба, система баромади импулси ултра-кӯтоҳи 2.8μm-ро бо қувваи миёнаи 8.12W ва паҳнои импулси 148 fps ба даст меорад. Рекорди байналмилалии баландтарин қувваи миёнаи ба даст овардашуда аз ҷониби ин гурӯҳи тадқиқотӣ боз ҳам нав карда шуд.
Расми 1. Диаграммаи сохтори лазери нахи Er:ZBLAN, ки бар асоси сохтори MOPA сохта шудааст.
Сохторилазери фемтосекундӣсистема дар расми 1 нишон дода шудааст. Нахи дуқабатаи Er:ZBLAN бо дарозии 3.1 м ҳамчун нахи тақвиятдиҳанда дар пешамплификатор бо консентратсияи допинг 7 мол.% ва диаметри аслӣ 15 мкм (NA = 0.12) истифода шудааст. Дар тақвиятдиҳандаи асосӣ, нахи дуқабатаи майдони калони режимӣ Er:ZBLAN бо дарозии 4 м ҳамчун нахи тақвиятдиҳанда бо консентратсияи допинг 6 мол.% ва диаметри аслӣ 30 мкм (NA = 0.12) истифода шудааст. Диаметри калонтари аслӣ нахи тақвиятдиҳандаро коэффитсиенти пасттари ғайрихаттӣ мегардонад ва метавонад ба қувваи қуллаи баландтар ва баромади импулси энергияи калонтари импулс тоб оварад. Ҳарду нӯги нахи тақвиятдиҳанда ба сарпӯши терминалии AlF3 пайваст карда шудаанд.
Вақти нашр: 19 феврали соли 2024