Un equip xinès ha desenvolupat un làser de fibra Raman sintonitzable d'alta potència i banda d'1,2 μm

Un equip xinès ha desenvolupat un sensor Raman sintonitzable d'alta potència de banda d'1,2 μmlàser de fibra

Fonts làserque operen a la banda d'1,2 μm tenen algunes aplicacions úniques en teràpia fotodinàmica, diagnòstic biomèdic i detecció d'oxigen. A més, es poden utilitzar com a fonts de bombament per a la generació paramètrica de llum infraroja mitjana i per generar llum visible mitjançant la duplicació de freqüència. Els làsers a la banda d'1,2 μm s'han aconseguit amb diferentslàsers d'estat sòlid, incloent-hilàsers semiconductors, làsers Raman de diamant i làsers de fibra. Entre aquests tres làsers, el làser de fibra té els avantatges d'una estructura senzilla, una bona qualitat del feix i un funcionament flexible, cosa que el converteix en la millor opció per generar làsers de banda d'1,2 μm.
Recentment, l'equip de recerca dirigit pel professor Pu Zhou a la Xina s'ha interessat en els làsers de fibra d'alta potència en la banda d'1,2 μm. L'actual làser de fibra d'alta potèncialàserssón principalment làsers de fibra dopats amb itterbi a la banda d'1 μm, i la potència de sortida màxima a la banda d'1,2 μm està limitada al nivell de 10 W. El seu treball, titulat "Làser de fibra Raman sintonitzable d'alta potència a una banda d'ona d'1,2 μm", es va publicar a Frontiers ofOptoelectrònica.

FIG. 1: (a) Configuració experimental d'un amplificador de fibra Raman sintonitzable d'alta potència i (b) làser de llavor de fibra Raman aleatòria sintonitzable a una banda d'1,2 μm. PDF: fibra dopada amb fòsfor; QBH: quars massiu; WDM: multiplexor per divisió de longitud d'ona; SFS: font de llum de fibra superfluorescent; P1: port 1; P2: port 2. P3: indica el port 3. Font: Zhang Yang et al., Làser de fibra Raman sintonitzable d'alta potència a una banda d'ona d'1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
La idea és utilitzar l'efecte de dispersió Raman estimulada en una fibra passiva per generar un làser d'alta potència a la banda d'1,2 μm. La dispersió Raman estimulada és un efecte no lineal de tercer ordre que converteix els fotons a longituds d'ona més llargues.

Figura 2: Espectres de sortida RFL aleatoris sintonitzables a longituds d'ona de bombament de (a) 1065-1074 nm i (b) 1077 nm (Δλ fa referència a una amplada de línia de 3 dB). Font: Zhang Yang et al., Làser de fibra Raman sintonitzable d'alta potència a una banda d'ona d'1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Els investigadors van utilitzar l'efecte de dispersió Raman estimulat en la fibra dopada amb fòsfor per convertir una fibra dopada amb itterbi d'alta potència a la banda d'1 μm a la banda d'1,2 μm. Es va obtenir un senyal Raman amb una potència de fins a 735,8 W a 1252,7 nm, que és la potència de sortida més alta d'un làser de fibra de banda d'1,2 μm reportada fins ara.

Figura 3: (a) Potència de sortida màxima i espectre de sortida normalitzat a diferents longituds d'ona del senyal. (b) Espectre de sortida complet a diferents longituds d'ona del senyal, en dB (Δλ es refereix a una amplada de línia de 3 dB). Font: Zhang Yang et al., Làser de fibra Raman sintonitzable d'alta potència a una banda d'ona d'1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figura: 4: (a) Espectre i (b) característiques d'evolució de potència d'un amplificador de fibra Raman sintonitzable d'alta potència a una longitud d'ona de bombament de 1074 nm. Font: Zhang Yang et al., Làser de fibra Raman sintonitzable d'alta potència a una banda d'ona d'1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)