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 loại Raman có thể điều chỉnh công suất cao băng tần 1,2μmlaser sợi quang

Nguồn laserHoạt động trong dải 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 tạo ra ánh sáng khả kiến ​​bằng cách nhân đôi tần số. Laser trong dải tần 1,2 μm đã được tạo ra với các đặc tính khác nhau.laser trạng thái rắn, bao gồmlaser bán dẫnLaser 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, là lựa chọn tốt nhất để tạo laser băng tần 1,2μm.
Gần đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Pu Zhou dẫn đầu tại Trung Quốc đang quan tâm đến laser sợi quang công suất cao trong băng tần 1,2μm.tia 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 tựa đề “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 quang thụ động để tạo ra tia laser công suất cao trong dải 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) bước sóng bơm 1077 nm (Δλ biểu thị độ rộng vạch phổ 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).
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 ytterbi công suất cao ở dải tần 1 μm thành dải tần 1,2 μm. Tín hiệu Raman với công suất lên tới 735,8 W đã thu được ở bước sóng 1252,7 nm, đây là công suất đầu ra cao nhất của laser sợi quang dải tần 1,2 μm từng 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) Toàn bộ phổ đầu ra ở các bước sóng tín hiệu khác nhau, tính bằng dB (Δλ biểu thị độ rộng vạch phổ 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) Đặc tính quang phổ và (b) đặc tính tiến hóa công suất của bộ khuếch đại sợi Raman công suất cao có thể điều chỉnh ở bước sóng bơm 1074 nm. Nguồn: Zhang Yang và cộng sự, Laser sợi Raman công suất cao có thể điều chỉnh ở băng tần 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)