સફળતા! વિશ્વની સૌથી વધુ શક્તિ 3 μm મિડ-ઇન્ફ્રારેડfemtosecond ફાઇબર લેસર
ફાઇબર લેસરમધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ લેસર આઉટપુટ હાંસલ કરવા માટે, પ્રથમ પગલું યોગ્ય ફાઇબર મેટ્રિક્સ સામગ્રી પસંદ કરવાનું છે. નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ ફાઇબર લેસરોમાં, ક્વાર્ટઝ ગ્લાસ મેટ્રિક્સ એ ખૂબ જ ઓછી ટ્રાન્સમિશન નુકશાન, વિશ્વસનીય યાંત્રિક શક્તિ અને ઉત્તમ સ્થિરતા સાથે સૌથી સામાન્ય ફાઇબર મેટ્રિક્સ સામગ્રી છે. જો કે, ઉચ્ચ ફોનોન ઉર્જા (1150 cm-1) હોવાને કારણે, ક્વાર્ટઝ ફાઇબરનો ઉપયોગ મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ લેસર ટ્રાન્સમિશન માટે કરી શકાતો નથી. મિડ-ઇન્ફ્રારેડ લેસરના ઓછા નુકશાન ટ્રાન્સમિશનને હાંસલ કરવા માટે, અમારે નીચી ફોનોન ઉર્જા સાથે અન્ય ફાઇબર મેટ્રિક્સ સામગ્રીને ફરીથી પસંદ કરવાની જરૂર છે, જેમ કે સલ્ફાઇડ ગ્લાસ મેટ્રિક્સ અથવા ફ્લોરાઇડ ગ્લાસ મેટ્રિક્સ. સલ્ફાઇડ ફાઇબરમાં સૌથી ઓછી ફોનોન ઉર્જા (લગભગ 350 cm-1) હોય છે, પરંતુ તેમાં સમસ્યા એ છે કે ડોપિંગ સાંદ્રતા વધારી શકાતી નથી, તેથી તે મિડ-ઇન્ફ્રારેડ લેસર જનરેટ કરવા ગેઇન ફાઇબર તરીકે ઉપયોગ માટે યોગ્ય નથી. જો કે ફ્લોરાઇડ ગ્લાસ સબસ્ટ્રેટમાં સલ્ફાઇડ ગ્લાસ સબસ્ટ્રેટ કરતાં થોડી વધારે ફોનોન એનર્જી (550 cm-1) હોય છે, તે 4 μm કરતાં ઓછી તરંગલંબાઇવાળા મિડ-ઇન્ફ્રારેડ લેસરો માટે ઓછા-નુકસાન ટ્રાન્સમિશનને પણ હાંસલ કરી શકે છે. વધુ મહત્ત્વની વાત એ છે કે, ફ્લોરાઇડ ગ્લાસ સબસ્ટ્રેટ ઉચ્ચ દુર્લભ પૃથ્વી આયન ડોપિંગ સાંદ્રતા પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જે મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ લેસર જનરેશન માટે જરૂરી લાભ પ્રદાન કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, Er3+ માટે સૌથી વધુ પરિપક્વ ફ્લોરાઇડ ZBLAN ફાઇબર ડોપિંગ સાંદ્રતા હાંસલ કરવામાં સક્ષમ છે. 10 મોલ સુધી. તેથી, મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ ફાઇબર લેસરો માટે ફ્લોરાઇડ ગ્લાસ મેટ્રિક્સ એ સૌથી યોગ્ય ફાઇબર મેટ્રિક્સ સામગ્રી છે.
તાજેતરમાં, શેનઝેન યુનિવર્સિટીના પ્રોફેસર રુઆન શુઆંગચેન અને પ્રોફેસર ગુઓ ચુન્યુની ટીમે હાઇ-પાવર ફેમટોસેકન્ડ વિકસાવીપલ્સ ફાઇબર લેસર2.8μm મોડ-લૉક કરેલ Er:ZBLAN ફાઇબર ઓસિલેટર, સિંગલ-મોડ Er:ZBLAN ફાઇબર પ્રિએમ્પ્લીફાયર અને લાર્જ-મોડ ફીલ્ડ Er:ZBLAN ફાઇબર મુખ્ય એમ્પ્લીફાયરનું બનેલું છે.
ધ્રુવીકરણ સ્થિતિ દ્વારા નિયંત્રિત મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ અલ્ટ્રા-શોર્ટ પલ્સના સ્વ-સંકોચન અને એમ્પ્લીફિકેશન સિદ્ધાંતના આધારે, અમારા સંશોધન જૂથના સંખ્યાત્મક સિમ્યુલેશન કાર્ય, મોટા-મોડ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરની બિન-રેખીય દમન અને મોડ નિયંત્રણ પદ્ધતિઓ, સક્રિય ઠંડક તકનીક અને એમ્પ્લીફિકેશન સાથે જોડાયેલું છે. ડબલ-એન્ડેડ પંપનું માળખું, સિસ્ટમ 8.12W ની સરેરાશ શક્તિ અને 148 fs ની પલ્સ પહોળાઈ સાથે 2.8μm અલ્ટ્રા-શોર્ટ પલ્સ આઉટપુટ મેળવે છે. આ સંશોધન જૂથ દ્વારા હાંસલ કરાયેલ સર્વોચ્ચ સરેરાશ શક્તિનો આંતરરાષ્ટ્રીય વિક્રમ વધુ તાજો થયો.
આકૃતિ 1 Er: ZBLAN ફાઈબર લેસર MOPA સ્ટ્રક્ચર પર આધારિત સ્ટ્રક્ચર ડાયાગ્રામ
ની રચનાફેમટોસેકન્ડ લેસરસિસ્ટમ આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે. સિંગલ-મોડ ડબલ-ક્લોડ Er:ZBLAN ફાઇબર 3.1 મીટર લંબાઈના 7 mol.% ની ડોપિંગ સાંદ્રતા અને 15 μm (NA = કોર વ્યાસ સાથે પ્રી-એમ્પ્લીફાયરમાં ગેઇન ફાઈબર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. 0.12). મુખ્ય એમ્પ્લીફાયરમાં, ડબલ ક્લેડ લાર્જ મોડ ફીલ્ડ Er:ZBLAN ફાઈબરનો ઉપયોગ 4 મીટરની લંબાઇ સાથે 6 mol.% ની ડોપિંગ સાંદ્રતા અને 30 μm (NA = 0.12) ના કોર વ્યાસ સાથે ગેઇન ફાઈબર તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો. મોટા કોર વ્યાસ ગેઇન ફાઇબરમાં નીચા બિનરેખીય ગુણાંક ધરાવે છે અને તે ઉચ્ચ શિખર શક્તિ અને મોટી પલ્સ ઊર્જાના પલ્સ આઉટપુટનો સામનો કરી શકે છે. ગેઇન ફાઇબરના બંને છેડા AlF3 ટર્મિનલ કેપ સાથે જોડાયેલા છે.
પોસ્ટ સમય: ફેબ્રુઆરી-19-2024