2um-5um miðinnrauði leysirinn hefur sín einstöku forrit: þetta band nær yfir nokkra lofthjúpsglugga, sem gerir það gagnlegt fyrir LIDAR, andrúmsloftssamskipti, leysisvið, kvörðun stjarnfræðilegra litrófsmæla með ofurháupplausn og sjónræna greiningu, o.fl. [1]; mið-innrauða bandið inniheldur einkennandi litrófslínur sem kallast "sameindafingraför", sem hægt er að nota fyrir háhraða, hárupplausn, mikla litrófsnæmni, hátt merki-til-suðhlutfall mið-innrauða litrófsmælingar [2] ; vatnssameindir í grennd við 3um hafa sterkan frásogstopp þannig að það er hægt að nota það í mörgum læknisaðgerðum; er staðsett í sameinda samgildu tengingu frásogsrófsbandsins, sem hægt er að nota til að greina sameindainnihald og sameindagerð auðkenningar, til að ná sameindamyndatöku og svo framvegis.
Mið-innrauðir leysigjafar sem eru fáanlegir í verslun eru meðal annars OPO parametric sveifluleysir, supercontinuum litrófsljósgjafi, skammtafallsleysir og trefjaleysir.
Mið-innrauða trefjar leysirinn, í samræmi við framkvæmd mið-innrauða trefjar, er hægt að skipta í virka og óvirka þætti, aðallega þar á meðal mið-innrauða leysirinn sem byggir á dópaður sjaldgæfur jörð, svo sem Er3 plús , Dy3 plús dópaður ZBLAN trefja leysir ; mið-innrauður leysir byggt á ólínulegum áhrifum, eins og Raman leysir, ofur-samfellu litróf leysisins; byggt á holkjarna ljósleiðaranum með sérstakri bylgjuleiðarabyggingu, með mismunandi lofttegundum til að ná mismunandi bylgjulengdum. Mismunandi bylgjulengdir mið-innrauða leysisins. Undanfarin ár, með stöðugri þróun og þroska trefjaleysistækni, eru rannsóknirnar í kringum miðinnrauða leysitæknina heitar, tengdar tilraunir og vöruskýrslur eru endalausar, og hér er aðeins fjallað um einbylgjulengd miðinnrauða trefjaleysis. á að fá virkar trefjar.
Er: ZBLAN ljósleiðari
Er sem sjaldgæft frumefni hefur ríka orkustigsbyggingu, agnirnar eru spenntar til hærri orkustigs með frásog jarðríkis við dælubylgjulengdir 655 nm, 790 nm og 980 nm og 1,55 um losun er hægt að framleiða með geislun frá 4I13/2 orkustig í 4I15/2 orkustig, og 2,8 um losun með því að flytja úr 4I11/2 orkustigi yfir í 4I13/2 orkustig. Agnahoppið frá 4F9/2 orkustigi í 4I9/2 orkustig getur framleitt 3,5um losun. Eins og er, er það tiltölulega almenn aðferð til að fá 2,8um leysir úr hástyrksdópuðum Er: ZBLAN trefjum [4]
Flúortrefjar eru notaðar fyrir 2-3um ljósafköst, súlfíðtrefjar eru notaðar fyrir 3-6.5um ljósafgang og lengri bylgjulengdir en 6.5um er hægt að gefa út með halide trefjum. Flúor trefjar eru aðallega álflúoríð (AlF3), ZBLAN (53 prósent ZrF4-20 prósent BaF2-4 prósent LaF3-3 prósent AlF3-20 prósent NaF) eða indíumflúoríð (InF3) , osfrv sem fylkisefni flúoríðs fjölþátta glertrefja. Einn af ZBLAN er nú algengari ljósleiðarar, hægt er að ná sjaldgæfum jarðvegi lyfjanotkun, þar sem samruna splicing ferli þess með kísil-undirstaða ljósleiðara er tiltölulega þroskað, hægt er að nota ljósleiðara samruna splicing vélar í atvinnuskyni, InF og AlF trefjar geta verið notað sem ljósleiðaratæki (eins og geislasamsetning) og framleiðsla á ljósleiðaraendalokum. En auðvelt að raka er helsti ókosturinn við flúor trefjar.
2,8um mið-innrauður samfelldur trefjaleysir
Árið 1988 tilkynnti Brierley um fyrsta 2,7um Er3 plús dópaða trefjaleysirinn[5].
Árið 1999 náði framleiðslaafli Er:ZBLAN trefjaleysis bylting í wattakvarðanum og Jackson et al[6] náði 1,7 W leysirafköstum með Er3 plús / Pr3 plús samdópuðum ZBLAN trefjum.
Á 21. öldinni, með þróun trefja undirbúnings tækni og trefja leysir tækni, var kraftur 3um-band leysir aukinn enn frekar. Meðal þeirra hafa Kyoto háskólinn í Japan, Háskólinn í Adelaide í Ástralíu, Laval háskólinn í Kanada og Shenzhen háskólinn í Kína í rannsóknarstofunni greint frá mjög góðum tilraunum.
Árið 2015 greindu Fortin o.fl. [7] frá Laval háskólanum í Kanada frá Er3 plús dópaður flúor trefjaleysir með úttaksstyrk upp á 30,5 W og úttaksbylgjulengd 2938 nm. Kerfið notaði trefja Bragg rist byggt á innankjarna ætingu, þ.e. há- og lágspeglunarrist voru ætuð í ZBLAN og Er:ZBLAN trefjarnar, í sömu röð, til að mynda 10 m langt ómunarhol og trefjarendainn tengdur með AlF3 endaloki til að draga úr losun og til að bæta stöðugleika leysisins, með heildarnýtni leysisins upp á 16 prósent við 980 nm dælingu.
Árið 2018 luku Aydin o.fl. [8], Laval háskólinn, Kanada, við ristaætingu í heilum hluta Er:ZBLAN trefja og náðu leysirafköstum upp á 41,6 W við 2,8 um með því að nota samfelldan trefjaleysi í tvídæluham. . Þetta er hæsta þekkta úttaksafl Er:ZBLAN meðalinnrauðs trefjaleysis.
Árið 2021 greindu Chunyu Guo o.fl.[10] frá háskólanum í Shenzhen frá fyrsta 2,8um mið-innrauða leysigeislaúttakinu með allri trefjabyggingu með 20W afli í Kína. Er3 plus :ZrF4 dópuð trefjarinn sem notaður er hefur 15um þvermál, tölulegt ljósop NA um það bil 0,12, heildarlengd 6,5m, frásogsstuðull upp á 2-3dB/m@976nm, og hárendurskinsrist. (99 prósent HR-FBG) og lágt endurskinsrist (10 prósent OC-FBG) áletrað beint á styrktrefjar, með miðbylgjulengd 2825 nm, sem myndar ómun hola með Er trefjum. Eins og sýnt er á mynd. ▼ Samrunatengingarferlið kísiltrefja og ZBLAN trefja, sem og samrunatengingarferli endaloka og óvirkra trefja, var þróað sjálfstætt af teymi blaðamannsins, sem framleiddi klæðningarsíurnar og AlF3 trefjalokar. Skilvirkni ljós-í-sjónumbreytingar er 14,5 prósent þegar dæluafl er 140W, 输出功率20.3W@2.8um.
In 2023, the output power of a single-ended pumped mid-infrared fiber laser was increased to 33.8 W using a coated reflector and a homemade high-performance mid-infrared fiber endcap to provide resonant cavity feedback, combined with an efficient coupling technique for high-power pumped light, and the highest laser efficiency was obtained at a power level of >30 W. [21]
Eftir margra ára viðleitni, bjartsýni trefjaleysisstarfsmenn mjög vinnslu á mið-innrauðum trefjum, núverandi notkun á sérstökum trefjavinnslubúnaði í atvinnuskyni, þú getur fengið lægra samrunatap, er notað í mið-innrauða stillingu sviði samsvörunar, sameina/kljúfara , úttakslokið og margvísleg önnur tæki, til að koma á vörustigi alls trefjabyggingar mið-innrauða ljósgjafans.
Mið-innrauður Q-púlsaður trefjaleysir
Í 2020 notuðu Sojka o.fl. [11] 30 W 975 nm leysirdælt 15 um kjarnaþvermál, 7 prósent mólstyrk Er:ZBLAN tvöfaldur klæðningartrefjar til að ná Q-stýrðum hljóðstýrðum útgangi úr trefjum leysir á 2,8 um bylgjulengd með 10 kHz endurtekningartíðni og leysirúttak með púlsorku 46 uJ í 1,1 m löngum Er:ZBLAN trefjum með púls af hámarksafli upp á 0,821 kW með a púlsbreidd 56 ns. Árið 2021 notuðu þeir Er:ZBLAN multimode trefjar með kjarnaþvermál 35um og púlsbreidd 26 ns með hámarksafli 12,7 kW og púlsorku 330 uJ [12].
Í 2021, Shen o.fl. náði fyrsta púlslausa leysiúttakinu upp á 2,8um með því að nota raf-sjónræn Q mótun. ZBLAN trefjar með kjarnaþvermál 33um dópaður með Er styrkleika upp á 6 prósent var notaður sem ávinningsmiðill með NA 0,12, og raf-sjónamælirinn var valinn til að vera RTP kristal með púlsbreidd 13,1ns púlsorku upp á 205,7 uJ og hámarksafl upp á 15,7kW, sem er hæsta hámarksafl Er:ZBLAN mótaðan Q fiber leysir sem vitað er að hafi verið tilkynnt um.
Mið-innrauða stillingu læstur ofurhraðinn trefjaleysir
Það eru Tm-dópaðir trefjar í trefjum sem eru byggðir á kísil fyrir framleiðsla 2um leysis og tæknin hefur verið tiltölulega þroskuð, þar sem hærri forskriftir hafa náðst einn af öðrum eftir því sem trefjar og tæki tækni þroskast.
Árið 2018 greindi Jena háskólinn frá 1000 W meðalafli, 256 fs af 2um ofurhraðan leysi sem notaði Tm-dópað ljóseindakristaltrefjar með stóru hamsviðssvæði, 50/250-Tm-PM-PCF. þetta er hæsta mæligildi fyrir svipaðar tilraunir hingað til.
Fyrir bylgjulengdarsviðið yfir 2um, nota megnið af núverandi trefjaleysirannsóknarvinnu óvirka hamlæsingartækni, aðallega í formi mettanlegrar frásogs sem og ólínulegra áhrifa. Hið fyrrnefnda notar efni með optískt mettanlega frásogseiginleika sem hamlæst tæki, eins og SESAM, málmdópaða kristalla eins og Fe: ZnSe o.s.frv., en hið síðarnefnda notar sjónræn ólínuleg áhrif og aðrar leiðir til að búa til jafngilda mettaða gleypa, s.s. ólínuleg skautunarsnúningur (NPR), ólínulegur sjónlykkjaspegill (NOLM) o.s.frv.
Árið 2020 greindu Guo o.fl. [14] frá því að WSe2 þunnar filmur hafi verið ræktaðar sem SA með því að nota CVD og fluttar yfir í gullhúðaða spegla til að mynda WSe2-SAM, byggt á því að hamlæst púls með púlsbreidd 21 ps, endurtíðni 42. 43 MHz og meðalafli 360 mW náðist með því að nota 980 nm leysir sem dælt var með 6 prósent mólstyrk Er:ZBLAN trefja.
Árið 2022, Qin o.fl. [15] frá Shanghai Jiaotong háskólanum útbjuggu InAs/GaSb ofurgrindur SESAM með því að nota sameindageisla epitaxial vaxtartækni, sem getur sveigjanlega stillt svörunarsvið mettanlega gleymans, mettunarorkuþéttleika og endurheimtartíma og aðrar breytur, og náði stöðugri stillingulæstu útgangi frá 3,5um Er:ZBLAN trefjaleysi með púlsbreidd 14,8 ps, meðalafli 149 mW og endurtekningartíðni 36,56 MHz.
Árið 2019 styttu Qin o.fl. [16] frá Shanghai Jiaotong háskólanum stillingulæstu púlsbreiddina enn frekar í 215 fs með því að nota Ge stangir fyrir dreifingarstjórnun, með púlsorku upp á 9,3 nJ og hámarksafl 43,3 kW.
Árið 2020, Gu o.fl. [17] frá Shanghai Jiaotong háskólanum tilkynnti um soliton púls með 131 fs stillingu læstri útgangi, 22,68 kW hámarksafli og 3 nJ púlsorku byggða á NPR tækni fyrir 2,8 μm Er∶ZBLAN trefjaleysi.
Sama ár náðu Huang o.fl. [18] hamlæstum útgangi með púlsbreidd 126 fs og púlsorku upp á 10 nJ með því að dæla 3,3 m löngum Er: ZBLAN trefjum við 980 nm með því að nota NPR tækni, og Er: ZBLAN magnarinn og ZBLAN ólínulegi trefjarinn þjappuðu púlsbreiddinni frekar saman í 15,9 fs, með endanlegu hámarkspúlsafli upp á 500 kW.
Árið 2022 útbjuggu Yu o.fl. [19] púlssettan fræljósgjafa með púlsbreidd 283 fs með því að nota 2,4 m langa Er:ZBLAN trefjar sem voru dópaðir með 7 prósent mólstyrk og þjappuðu púlsbreiddinni frekar saman í 59 fs með ólínulegri mögnun , sem fær púlsað meðalafl allt að 4,13 W, sem er hæsta meðalúttaksafl undir hundrað femtósekúndna hamlæsts trefjaleysis til þessa.
Cályktun
Mið-innrauður trefjar leysir, með trefja leysir fyrirferðarlítið, minna viðhald, hár stöðugleiki, mikil geisla gæði og margir aðrir kostir, flúoríð, súlfíð, halíð, holur trefjar og aðrir mið-innrauðir trefjar, frá afl, litróf, ljósleiðara tæki. , og aðrir þættir þróunar á mið-innrauða leysir hefur mjög stuðlað að þróun mið-innrauða leysisins, með mið-innrauða efnum og ljósleiðaratækni heldur áfram að þroskast, það verður meiri hágæða mið-innrauða trefjaleysir vörur til að koma út í landvörnum, vísindarannsóknum, iðnaðarframleiðslu, læknishjálp og öðrum sviðum til að gegna stærra og stærra hlutverki.
