ಪ್ರಗತಿ! ವಿಶ್ವದ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು ಶಕ್ತಿ 3 μm ಮಧ್ಯಮ-ಅತಿಗೆಂಪುಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್
ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಾಧಿಸಲು, ಮೊದಲ ಹಂತವೆಂದರೆ ಸೂಕ್ತವಾದ ಫೈಬರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡುವುದು. ಸಮೀಪದ-ಅತಿಗೆಂಪು ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಲ್ಲಿ, ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಫೈಬರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದ್ದು, ಇದು ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಸರಣ ನಷ್ಟ, ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೋನಾನ್ ಶಕ್ತಿಯಿಂದಾಗಿ (1150 cm-1), ಕ್ವಾರ್ಟ್ಜ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಬಳಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್‌ನ ಕಡಿಮೆ ನಷ್ಟದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು, ನಾವು ಸಲ್ಫೈಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅಥವಾ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್‌ನಂತಹ ಕಡಿಮೆ ಫೋನಾನ್ ಶಕ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಇತರ ಫೈಬರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಮರು-ಆಯ್ಕೆ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಸಲ್ಫೈಡ್ ಫೈಬರ್ ಕಡಿಮೆ ಫೋನಾನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ (ಸುಮಾರು 350 cm-1), ಆದರೆ ಇದು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ ಎಂಬ ಸಮಸ್ಯೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಗೇನ್ ಫೈಬರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ. ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಗಾಜಿನ ತಲಾಧಾರವು ಸಲ್ಫೈಡ್ ಗಾಜಿನ ತಲಾಧಾರಕ್ಕಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಿನ ಫೋನಾನ್ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು (550 cm-1) ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಇದು 4 μm ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ತರಂಗಾಂತರಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗೆ ಕಡಿಮೆ-ನಷ್ಟದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಸಹ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ, ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಗಾಜಿನ ತಲಾಧಾರವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಯಾನು ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು, ಇದು ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಲೇಸರ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಲಾಭವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, Er3+ ಗಾಗಿ ಅತ್ಯಂತ ಪ್ರಬುದ್ಧ ಫ್ಲೋರೈಡ್ ZBLAN ಫೈಬರ್ 10 mol ವರೆಗೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಫ್ಲೋರೈಡ್ ಗ್ಲಾಸ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಮಧ್ಯ-ಅತಿಗೆಂಪು ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ಸೂಕ್ತವಾದ ಫೈಬರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ.
ಇತ್ತೀಚೆಗೆ, ಶೆನ್ಜೆನ್ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ರುವಾನ್ ಶುವಾಂಗ್ಚೆನ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಗುವೊ ಚುನ್ಯು ಅವರ ತಂಡವು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿತುಪಲ್ಸ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್2.8μm ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ Er:ZBLAN ಫೈಬರ್ ಆಸಿಲೇಟರ್, ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್ Er:ZBLAN ಫೈಬರ್ ಪ್ರಿಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ-ಮೋಡ್ ಕ್ಷೇತ್ರ Er:ZBLAN ಫೈಬರ್ ಮುಖ್ಯ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನಿಂದ ಕೂಡಿದೆ.
ನಮ್ಮ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪಿನ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿ ಮತ್ತು ಸಂಖ್ಯಾತ್ಮಕ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಕೆಲಸದಿಂದ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲ್ಪಡುವ ಮಿಡ್-ಇನ್ಫ್ರಾರೆಡ್ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಸ್ವಯಂ-ಸಂಕೋಚನ ಮತ್ತು ವರ್ಧನೆ ಸಿದ್ಧಾಂತವನ್ನು ಆಧರಿಸಿ, ದೊಡ್ಡ-ಮೋಡ್ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ನ ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ನಿಗ್ರಹ ಮತ್ತು ಮೋಡ್ ನಿಯಂತ್ರಣ ವಿಧಾನಗಳು, ಸಕ್ರಿಯ ತಂಪಾಗಿಸುವ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಮತ್ತು ಡಬಲ್-ಎಂಡ್ ಪಂಪ್‌ನ ವರ್ಧನೆ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಈ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು 8.12W ನ ಸರಾಸರಿ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು 148 fs ನ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲದೊಂದಿಗೆ 2.8μm ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ಪಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು ಸಾಧಿಸಿದ ಅತ್ಯಧಿಕ ಸರಾಸರಿ ಶಕ್ತಿಯ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ದಾಖಲೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ರಿಫ್ರೆಶ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ.
ಚಿತ್ರ 1 MOPA ರಚನೆಯನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ Er:ZBLAN ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ನ ರಚನಾತ್ಮಕ ರೇಖಾಚಿತ್ರ
ರಚನೆಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಲೇಸರ್ಚಿತ್ರವನ್ನು ಚಿತ್ರ 1 ರಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ. 3.1 ಮೀ ಉದ್ದದ ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್ ಡಬಲ್-ಕ್ಲಾಡ್ Er:ZBLAN ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಪ್ರಿಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನಲ್ಲಿ 7 mol.% ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು 15 μm (NA = 0.12) ಕೋರ್ ವ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ ಗೇನ್ ಫೈಬರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. ಮುಖ್ಯ ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್‌ನಲ್ಲಿ, 4 ಮೀ ಉದ್ದದ ಡಬಲ್-ಕ್ಲಾಡ್ ದೊಡ್ಡ ಮೋಡ್ ಫೀಲ್ಡ್ Er:ZBLAN ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು 6 mol.% ಡೋಪಿಂಗ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು 30 μm (NA = 0.12) ಕೋರ್ ವ್ಯಾಸದೊಂದಿಗೆ ಗೇನ್ ಫೈಬರ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲಾಯಿತು. ದೊಡ್ಡ ಕೋರ್ ವ್ಯಾಸವು ಗೇನ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪೀಕ್ ಪವರ್ ಮತ್ತು ದೊಡ್ಡ ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯ ಪಲ್ಸ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಅನ್ನು ತಡೆದುಕೊಳ್ಳಬಲ್ಲದು. ಗೇನ್ ಫೈಬರ್‌ನ ಎರಡೂ ತುದಿಗಳನ್ನು AlF3 ಟರ್ಮಿನಲ್ ಕ್ಯಾಪ್‌ಗೆ ಬೆಸೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಫೆಬ್ರವರಿ-19-2024