Nylig har Russell Center for Advanced Lightwave Science of Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, FNs universitet for vitenskap og teknologi Hangzhou Institute for Advanced Studies, Shanghai Institute of Optics and Precision Mechanics of the Chinese Academy of Publiced sine Researres, og IfiBo (Ningbo) Optoelektronisk teknologi, og IRESTRE RESULTE RESULTE RESULTE RESULTE RESULTE RESULTE RESULTER, LITT STURSE, Ningbo) OptoLectronics. Internasjonalt topp optisk tidsskrift "Optica", og oppnådde for første gang høyeffektiviteten, høye troskap og høye modusens fleksibel overføring av nærmeste-watt-nivå, hundrevis av femtosekunder, 2 . 8 μm bånd mid-infrared pulser i hult-kjerne fotonisk krystallfiber (hul-kåret PCF). Dette resultatet gir ikke bare en effektiv løsning på manglene ved midtinfrarøde ultrafastpulser i overføring, men legger også grunnlaget for utvidelse av midtinfrarøde laserapplikasjoner
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%.
Eksperimentene sammenlignet også transmisjonsskjemaet med den romlige optiske banen med samme lengde og den faste kjernefluorfiberen . resultat Krystallfibre i overføring av høy-topp kraft Mid-infrarøde ultrafastpulser . Eksperimentet oppnådde høyeffektivitet, høy-troskap og høye singel-modus Mid-infrarød laser og fleksibel transmisjonsteknologi, og legger et godt fundament for påføring av bredbånd midtinfrarket ultrafast lette kilder i spektroskopy, infrared-ultrafast lette kilder i spektroskopy, infrared-ultrafast laser i spektrosk, infrared mid-infrarød ultrafast laser og ekstern transmisjonsteknologi, som har en god fundament av bredbånd midtinfrarket ulaser og fleksibel, fleksibel. Sensing .
De relevante forskningsresultatene ble publisert i Top Journal of Lasers and Optoelectronics, Optica, med tittelen "Fleksibel levering av bredbånd, 100 FS midtinfrarøde pulser i vannabsorpsjonsbåndet ved bruk Technology, og Li Zeqing, en doktorgradsstudent ved Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, er de første forfatterne, og Huang Jiapeng, Jiang Xin og Pang Meng fra Russell Center er de samsvarende forfatterne .
Figur 1. eksperimentell oppsett og resultater . (a) Eksperimentell optisk bane . objektiv, belagt Caf2 plano-conveks linse; HWP, halvbølgeplate; QWP, kvartbølgeplate; FM, bøy speil; FTIR, Fourier transform infrarødt spektrometer; AC, AutoCorrelator . (b) SEM-bilde av fiberstrukturen . (c) Tapsspektrum målt ved bruk Hollow-core pcf . (e) Ved bruk av 30 mm ZnSE og 5 mm GE-materialer ble en pulsutgang med en nesten transformasjonsbegrenset pulsbredde på 98 fs oppnådd .
Figur 2. Sammenligning av forskjellige overføringsmodus . (a) Normalisert absorpsjonsspektrum av vanndamp . (b) Direkte laserutgang (grå) og transmisjonsspektrum i den romlige optiske banen (lilla), overføringsspektrum av hollow-pcf i luft (grønt) og girkasse av hul-kore i luft i luft (grønt) og girkasse av Hollow-Core-PCF i luft (grønt), og lilla (GRAMME av Hulow-Core PCF i luft (lilla (GRAMVE av hulke-pc-pcf i luft (lilla (GRAMSE (GRAUN (rød) . Høyre side viser det forstørrede spekteret i området 2.7-2.8 μm . (c) Raman Soliton-generasjon i en solid-core fluorfiber . FTIR-spektrum er på høyre
