Nýlega birti Russell Center for Advanced Lightwave Science of Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, Sameinuðu þjóðirnar vísinda- og tækniháskólann Hangzhou Institute for Advanced Studies, Shanghai Institute of Optics and Precision Mechanics of the Chinese Academy of Sciences, og IfiBo (Ningbo) OptoElectronics Technology Co., LTD {. Í Alþjóðlegu toppleiðaritinu „Optica“ og náði í fyrsta skipti hágæða, hágæða og háa einstæða hreinleika sveigjanlega sendingu nær-watts stigs, hundruð femtoseconds, 2 . 8 μm band miðju-innrauða púls í holum kjarna ljósritum kristal trefjar (holur kjarna PCF). Þessi niðurstaða veitir ekki aðeins skilvirka lausn á göllum miðju innrauða öfgafullra púlsa í sendingu, heldur leggur grunnurinn að stækkun miðju innrauða leysir
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%.
Tilraunaaðilar báru einnig flutningskerfið saman við staðbundna ljósleiðina í sömu lengd og fastri kjarna flúoríð trefjar . sýna niðurstöðurnar að við sendingu ultrafast púls í fastri kjarna flúoríur, þá er ólínuáhrifin of sterk, sem leiðir til þess að tímasetningin er afpuls og augljóslega litróf, sem verifes, sem er af hólpnum, sem er afpults með því að vera af hólpnum, sem er afpults, sem er af hólpnum, sem sannar það, sem er áberandi, sem er áberandi, sem er af hólpnum, sem er að ræða, sem er á réttum, sem er að ræða, sem er að ræða, með því að ræða. Crystal trefjar við sendingu hámarks krafts miðju-innrauða ultrafast púlsa . Tilraunin náði mikilli skilvirkni, hágæða og háu stíl hreinleika miðju-innrauða leysir sveigjanleg flutningstækni, sem lagði góðan grunn til að nota breiðband miðlungs ultrafast ljósgjafa í litrófsgreiningu, innrenndum mótmælum og afskekktum og afskekktum mótmælum og afskekktum mótmælum og afskekktum mótmælum og afskekktum mótmælum og afskekktum mótmælum og afskekktu skynjun .
Viðeigandi rannsóknarniðurstöður voru birtar í Top Journal of Lasers and Optoelectronics, Optica, með titlinum „sveigjanlega afhendingu breiðbands, 100 fs miðju innrauða púls í vatns-frásogsbandinu með því af háþróaðri tækni, og Li Zeqing, doktorsnemi í Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, eru aðalhöfundar, og Huang Jiapeng, Jiang Xin og Pang Meng frá Russell Center eru samhljómandi höfundar.}
Mynd 1. Tilraunauppsetning og niðurstöður . (a) Tilrauna sjónleið . linsu, húðuð CAF2 Plano-Convex linsa; HWP, hálfbylgjuplata; QWP, fjórðungsbylgjuplata; FM, Bend Mirror; FTIR, Fourier Transform Infrared Spectrometer; AC, Autocorrelator . (b) SEM mynd af trefjarbyggingunni . (c) Tapsróf mæld með styttingaraðferðinni, skyggða svæðið táknar mælingaróvissu (appelsínugult, vinstri ás) og reiknað út dreifingarferill (blár, hægri ás) . (d) útgangsafl í gegnum5-}} metra hent-core-core afgreiðslu með5-}}} meter h aft-core-core afgreiðslu með5-}} meth hælt hent-core af útgangi í gegnum5-}} meth hælt með c-core-afgreiðslu í gegnum5-}} Meter H hollur hent-COR PCF . (e) Með því að nota 30 mm znse og 5 mm GE efni, var púlsútgangur með nærri umbreytingarmörkuðum púlsbreidd 98 fs náðist .
Mynd 2. Samanburður á mismunandi flutningsstillingum . (a) Normaliserað frásogs litróf vatnsgufu . (b) Beint leysirútgang (grátt) og gírkassa í staðbundnum sjónstíg (fjólublátt), gírkassaspor á hola CORE PCF í lofti (grænt) og flutningsritun hola-C-C-CORF í VACU PCUS (rautt) . Hægri hlið sýnir stækkaða litrófið á bilinu 2.7-2.8 μM . (c) Raman Soliton kynslóð í fastri kjarna flúortrefjum . Ftir litrófið er á vinstri og sjálfstýringu er á hægri.}}
