中国のチームが1.2μm帯の高出力可変ラマンファイバーレーザーを開発

中国のチームが1.2μm帯の高出力可変ラマンを開発ファイバーレーザー

レーザー光源1.2μm 帯域で動作するこのバンドには、光線力学療法、生物医学診断、酸素検知などのユニークな用途があります。さらに、中赤外光をパラメトリックに生成したり、周波数を倍増して可視光を生成したりするためのポンプ光源としても使用できます。1.2 μm 帯のレーザーはさまざまな方法で実現されています。固体レーザー、 含む半導体レーザー、ダイヤモンドラマンレーザー、ファイバーレーザーなどです。これら 3 つのレーザーの中で、ファイバーレーザーは構造が簡単で、ビーム品質が良く、柔軟な動作が可能なため、1.2μm 帯のレーザーを生成するのに最適です。
最近、中国のPu Zhou教授率いる研究チームは、1.2μm帯の高出力ファイバーレーザーに興味を持っています。現在のハイパワーファイバーレーザー彼らは主に 1 μm 帯域のイッテルビウムをドープしたファイバー レーザーであり、1.2 μm 帯域の最大出力パワーは 10 W のレベルに制限されています。「1.2 μm 波長帯の高出力可変ラマン ファイバー レーザー」と題された彼らの研究は、のフロンティアに掲載されましたオプトエレクトロニクス.

イチジク。図 1: (a) 高出力調整可能なラマン ファイバー増幅器と (b) 1.2 μm 帯域の調整可能なランダム ラマン ファイバー シード レーザーの実験セットアップ。PDF: リンドープファイバー。QBH: 石英バルク。WDM: 波長分割マルチプレクサ。SFS: 超蛍光ファイバー光源。P1: ポート 1。P2: ポート 2。P3: ポート 3 を示します。出典: Zhang Yang et al.、1.2μm 波長帯の高出力調整可能なラマン ファイバー レーザー、Frontiers of Optoelectronics (2024)。
このアイデアは、パッシブファイバーの誘導ラマン散乱効果を利用して、1.2μm帯の高出力レーザーを生成するというものです。誘導ラマン散乱は、光子をより長い波長に変換する 3 次の非線形効果です。

図 2: (a) 1065 ～ 1074 nm および (b) 1077 nm ポンプ波長での調整可能なランダム RFL 出力スペクトル (Δλ は 3 dB 線幅を指します)。出典: Zhang Yang 他、1.2μm 波長帯の高出力調整可能なラマン ファイバー レーザー、フロンティア オブ オプトエレクトロニクス (2024)。
研究者らは、リンドープファイバの誘導ラマン散乱効果を利用して、1μm帯の高出力イッテルビウムドープファイバを1.2μm帯に変換した。1252.7 nm で最大 735.8 W のラマン信号が得られました。これは、これまでに報告されている 1.2 μm 帯域のファイバー レーザーの最高出力です。

図 3: (a) さまざまな信号波長における最大出力パワーと正規化された出力スペクトル。(b) さまざまな信号波長における全出力スペクトル (dB 単位) (Δλ は 3 dB の線幅を指します)。出典: Zhang Yang 他、1.2μm 波長帯の高出力調整可能なラマン ファイバー レーザー、フロンティア オブ オプトエレクトロニクス (2024)。

図 4: 1074 nm の励起波長における高出力同調可能ラマン ファイバ増幅器の (a) スペクトルと (b) パワー進化特性。出典: Zhang Yang 他、1.2μm 波長帯の高出力調整可能なラマン ファイバー レーザー、オプトエレクトロニクスのフロンティア (2024)