Một nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã phát triển một loại laser sợi quang Raman có thể điều chỉnh công suất cao băng tần 1,2μm

Một nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã phát triển một Raman có thể điều chỉnh công suất cao băng tần 1,2μmlaser sợi quang

Nguồn laserhoạt động trong băng tần 1,2 μm có một số ứng dụng độc đáo trong liệu pháp quang động, chẩn đoán y sinh và cảm biến oxy. Ngoài ra, chúng có thể được sử dụng làm nguồn bơm để tạo ra ánh sáng hồng ngoại trung bình theo tham số và để tạo ra ánh sáng khả kiến ​​bằng cách nhân đôi tần số. Các tia laser trong băng tần 1,2 μm đã đạt được với cáclaser trạng thái rắn, bao gồmlaser bán dẫn, laser Raman kim cương và laser sợi quang. Trong ba loại laser này, laser sợi quang có ưu điểm là cấu trúc đơn giản, chất lượng chùm tia tốt và hoạt động linh hoạt, khiến nó trở thành lựa chọn tốt nhất để tạo ra laser băng tần 1,2μm.
Gần đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Pu Zhou đứng đầu tại Trung Quốc đang quan tâm đến laser sợi quang công suất cao trong băng tần 1,2μm. Sợi quang công suất cao hiện tạitia laserchủ yếu là laser sợi quang pha tạp ytterbium trong băng tần 1 μm và công suất đầu ra tối đa trong băng tần 1,2 μm bị giới hạn ở mức 10 W. Công trình của họ có tên là “Laser sợi quang Raman có thể điều chỉnh công suất cao ở băng tần 1,2 μm” đã được công bố trên Frontiers ofQuang điện tử.

HÌNH 1: (a) Thiết lập thử nghiệm của bộ khuếch đại sợi Raman có thể điều chỉnh công suất cao và (b) laser hạt giống sợi Raman ngẫu nhiên có thể điều chỉnh ở băng tần 1,2 μm. PDF: sợi pha tạp phốt pho; QBH: Khối thạch anh; WDM: Bộ ghép kênh phân chia bước sóng; SFS: nguồn sáng sợi siêu huỳnh quang; P1: cổng 1; P2: cổng 2. P3: biểu thị cổng 3. Nguồn: Zhang Yang và cộng sự, Laser sợi Raman có thể điều chỉnh công suất cao ở băng tần 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Ý tưởng là sử dụng hiệu ứng tán xạ Raman kích thích trong sợi thụ động để tạo ra tia laser công suất cao trong băng tần 1,2μm. Tán xạ Raman kích thích là hiệu ứng phi tuyến bậc ba chuyển đổi photon thành bước sóng dài hơn.

Hình 2: Phổ đầu ra RFL ngẫu nhiên có thể điều chỉnh ở (a) bước sóng bơm 1065-1074 nm và (b) 1077 nm (Δλ đề cập đến độ rộng vạch 3 dB). Nguồn: Zhang Yang và cộng sự, Laser sợi Raman có thể điều chỉnh công suất cao ở băng tần 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng hiệu ứng tán xạ Raman kích thích trong sợi quang pha tạp phốt pho để chuyển đổi sợi quang pha tạp ytterbium công suất cao ở dải 1 μm thành dải 1,2 μm. Một tín hiệu Raman có công suất lên tới 735,8 W đã thu được ở 1252,7 nm, đây là công suất đầu ra cao nhất của laser sợi quang dải 1,2 μm được báo cáo cho đến nay.

Hình 3: (a) Công suất đầu ra tối đa và phổ đầu ra chuẩn hóa ở các bước sóng tín hiệu khác nhau. (b) Phổ đầu ra đầy đủ ở các bước sóng tín hiệu khác nhau, tính bằng dB (Δλ đề cập đến độ rộng đường truyền 3 dB). Nguồn: Zhang Yang và cộng sự, Laser sợi quang Raman có thể điều chỉnh công suất cao ở băng tần 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Hình: 4: (a) Phổ và (b) đặc điểm tiến hóa công suất của bộ khuếch đại sợi Raman có thể điều chỉnh công suất cao ở bước sóng bơm 1074 nm. Nguồn: Zhang Yang và cộng sự, Laser sợi Raman có thể điều chỉnh công suất cao ở băng tần 1,2μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)