Mod synlig bølgelængde passivt tilstandslåste lasere i fiberformat

Mode-låste fiberlasere genererer ultrakorte pulser med fordelene ved robusthed, kompakthed og fremragende strålekvalitet er af enorm interesse i applikationer som lasermaterialebehandling, medicin, præcisionsmåling, biologisk fotonik, ultrahurtig spektroskopi, optisk kommunikation og videnskabelig forskning. I de seneste årtier har mode-låste ultrahurtige fiberlasere, der opererer i de nær-infrarøde og mellem-infrarøde spektralområder, er veludviklede, men ultrahurtige laserkilder i det synlige spektrale område (380-760 nm) er stadig stærkt afhængige af Ti:sapphire mode-locked oscillator og optiske parametriske forstærkningssystemer (eller frekvensfordobling af nær-infrarøde ultrahurtige lasere), lider under et stort fodaftryk og en ekstrem høj omkostning. Forskere ønsker en alternativ ultrahurtig synlig laserløsning, der er kompakt, lavpris, brugervenlig og vedligeholdelsesfri. Passiv tilstandslåsning i fiberformat kunne opfylde alle disse krav, og derfor, der er en stærk forskningsmotivation for at udvikle passivt tilstandslåste fiberlasere i det synlige område.

I et nyt blad udgivet i Lysvidenskab og applikationer , Zhengqian Luo og kolleger fra Institut for Elektronikteknik, Xiamen Universitet, Kina demonstrerede en passivt tilstandslåst fiberlaser med synlig bølgelængde. Ved at løse Ginzburg-Landau-ligningen, de fandt ud af, at den dissipative soliton-resonansmekanisme kan anvendes til at etablere stabile synligt-lys-mode-låste impulser i et stort normal-dispersion fiber hulrum. Baseret på de numeriske resultater, de realiserede yderligere eksperimentelt en passivt modelåst laser med synlig bølgelængde i alle fibre. Laseren genererer picosekund-impulser af lys ved 635 nm og repræsenterer et væsentligt skridt hen imod miniaturiserede ultrahurtige fiberlasere i det synlige lysområde. Det rapporterede arbejde lægger grundlaget for fotoniske enheder til brug i applikationer som kommunikation med synligt lys, laser materiale behandling, femtosekund laser-frekvens kam, og videnskabelig forskning.

Den 635 nm mode-låste laser med en hel-fiber figur-otte hulrum bruger en Pr/Yb codoped ZBLAN fiber som det synlige forstærkningsmedium og et ikke-lineært forstærkende loop spejl som mode-locking element. Disse videnskabsmænd opsummerer innovationsforskningsarbejdet som følger:

"Vi demonstrerede numerisk og eksperimentelt en 635 nm fuldfiber passivt tilstandslåst laser for første gang. For det første, ved at løse Ginzburg-Landau-ligningen ved hjælp af standard split-step Fourier-metoden, dannelsen og udviklingen af ​​635 nm mode-locked pulser blev forudsagt og analyseret. Derefter, baseret på vores numeriske resultater, vi demonstrerer yderligere eksperimentelt den stabile generering af 635 nm passivt mode-låste pulser med en indstillelig picosekund varighed, et radiofrekvent signal-støjforhold på 67 dB og en smal spektral båndbredde på <0,1 nm. Ud over, vi opnåede også 635 nm støjlignende pulsdrift med en afstembar pulsvarighed fra 590 til 1434 ps og en bred (> 1 nm) og moduleret optisk spektrum."

"Den præsenterede teknik og metode kan bruges til generering af andre ultrahurtige fiberlasere med synlig bølgelængde. Det er et væsentligt skridt i retning af miniaturiserede ultrahurtige fiberlasere i området for synligt lys. Dette gennembrud vil lægge grundlaget for synlige ultrahurtige fiberlasere til brug i applikationer som optisk kommunikation, biomedicin, materialebehandling, mikrobilleddannelse, femtosekund laser-frekvens kam, ultraviolet ultrahurtig generering direkte ved frekvensfordobling og videnskabelig forskning, ", forudser forskerne.