Nemrégiben a Hangzhou Optikai és Finom Mechanikai Intézetének Advanced Lightwave Tudományos Központja, az Egyesült Nemzetek Szervezetének Tudományos és Technológiai Egyeteme Hangzhou Hangzhou Fejlett Tanulmányok Intézete, a Sanghaji Optikai és Precíziós Mechanika Mechanika, a Kínai Tudományos Akadémia és az IFIBO (Ningbo) Optoelecronics technológia és az LTD első kutatási eredményei ", az LTD -t, az LTD -t, az LTD -t közzétették. elérte a nagy hatékonyságú, nagy hűségű és nagy egy üzemmódú tisztaságú, rugalmas, rugalmas, rugalmas, több száz femtosekundum, 2,8 μm sávos középső infravörös impulzusok, amelyek üreges magú fotonikus kristályrostokban (üreges Core PCF). Ez az eredmény nemcsak hatékony megoldást kínál a sebességváltó közepes infravörös ultragyors impulzusok hiányosságaira, hanem megalapozza a közép-infravörös lézer alkalmazások bővítését is
High-power mid-infrared ultrafast broadband light sources have important applications in advanced spectroscopy, material fine processing, medical surgery, and remote sensing. The limitations of laser transmission have hindered the further expansion of mid-infrared laser applications. In traditional transmission methods, the absorption of various gas molecules in the spatial optical path causes deformation of the output light spot and deterioration of pulse quality. Solid mid-infrared optical fiber has serious nonlinear accumulation, which causes serious distortion of the output time-frequency signal. To solve this problem, the research team used a self-made single-hole eight-ring structure Hollow-core PCF (length 5 m) to transmit mid-infrared ultrafast pulses. Thanks to the advantages of low transmission loss, low nonlinear effect accumulation and support for rapid vacuum extraction of Hollow-core PCF, the team not only solved the problems caused by traditional transmission methods, but also successfully achieved efficient transmission with an overall efficiency of >70%.
During the experiment, the experimenters used a self-built mid-infrared pulse fiber laser as the light source and a 5 m long Hollow-core PCF as the transmission medium. The two ends of the Hollow-core PCF were fixed in the air chamber so that the Hollow-core PCF could be evacuated using a vacuum pump. After the vacuum was drawn (the entire extraction process took less than 1 minute, and the gas pressure was drawn to ~10 mbar), the team successfully achieved an overall laser efficiency of > 70%, a Gaussian spot output that was close to the diffraction limit, and the entire system showed excellent stability. In addition, the spectral shape of the output in the frequency domain was basically consistent with the input. In the time domain, due to the small amount of waveguide dispersion of the hollow-core PCF (-2.04 fs2/mm @ 2.8 μm), the pulse width was widened from the input 117 fs to 404 fs. Subsequently, the experimenters added Ge and ZnSe positive dispersion materials to compensate for the negative dispersion introduced by the hollow-core PCF, coupling lens and air chamber window, and obtained an output with a pulse width of 98 fs (close to the transformation limit pulse width of 96 fs), with a peak power of 170 kW. In addition, the experimenters also used the autocorrelation trace to estimate that the output fundamental mode energy accounted for >95%.
A kísérletezők összehasonlították az átviteli sémát az azonos hosszúságú és a szilárdmagos fluorid rost térbeli optikai útjával is. Az eredmények azt mutatják, hogy az ultragyors impulzusok szilárdmagos fluorid szálakban történő átvitele során a nemlineáris hatás túl erős, és az impulzusok időtartományának felosztását és egy nyilvánvaló spektrális vöröseltolódást eredményez, amely igazolja az üreges magú fotonikus kristályrostok egyedi előnyeit a nagy sebességű energiájú közép-infraved pulzusok átvitelében. A kísérlet nagy hatékonyságú, nagy hűségű és nagymértékű tisztaságú, közép-infravörös lézeres rugalmas átviteli technológiát ért el, jó alapot teremtve a szélessávú közép-infravörös ultragyors fényforrások alkalmazásához spektroszkópiában, infravörös ellenintézkedésekben és távérzékelésben.
A releváns kutatási eredményeket a Lézerek és Optoelectronics Top Journal-ban, az Optica-ban tették közzé, a "Broadband, 100 FS közép-infravörös impulzusok rugalmas kézbesítésének címe a víz-abszorpciós sávban, üreges magú fotonikus kristályrostok felhasználásával". Lin Wei, a Sanghaj Optikai és Finom Mechanikai Intézetének, valamint a Kínai Hangzhou Advanced Technology Intézetének, valamint a Li Zeqing, a Sanghaj Optikai és Finom Mechanika Intézet doktori hallgatója, a Co-Corrospesting írók, valamint Huang Jiapeng, Jiang Xin és Pang Meng, Jiang, Jiang Xin és Pang Meng doktori hallgató.
1. ábra. Kísérleti beállítás és eredmények. a) Kísérleti optikai út. Lencse, bevont CAF2 Plano-Convex lencse; HWP, félhullámú lemez; QWP, negyedhullámú lemez; FM, Bend Mirror; FTIR, Fourier transzformációs infravörös spektrométer; AC, autokorrelátor. (B) A rostszerkezet SEM képe. (C) A csonkítási módszerrel mért veszteség spektrum, az árnyékolt terület a mérési bizonytalanságot (narancs, a bal tengely) és a kiszámított diszperziós görbét (kék, jobb tengely) képviseli. (d) Kimeneti teljesítmény a 5- méter hosszú üreges Core PCF-en keresztül. (E) 30 mm-es ZnSE és 5 mm GE anyagok felhasználásával olyan impulzuskimenetet érünk el, amelynek közel transzformációja korlátozott, 98 fs impulzusszélességet ért el.
2. ábra. A különböző átviteli módok összehasonlítása. (A) A vízgőz normalizált abszorpciós spektruma. (b) Közvetlen lézerkimenet (szürke) és átviteli spektrum a térbeli optikai útban (lila), az üreges Core PCF átviteli spektrumában a levegőben (zöld) és az üreges Core PCF átviteli spektrumát vákuumban (piros). A jobb oldalon a megnövekedett spektrumot mutatja 2 7-2. 8 μm. (C) Raman szoliton generáció szilárdmagos fluorid rostban. Az FTIR spektrum a bal oldalon van, és az autokorrelációs nyoma a jobb oldalon van.
