Un equipo chinés desenvolveu un láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia e banda de 1,2 μm

Un equipo chinés desenvolveu un sensor Raman sintonizable de alta potencia e banda de 1,2 μmláser de fibra

Fontes láserque operan na banda de 1,2 μm teñen algunhas aplicacións únicas en terapia fotodinámica, diagnóstico biomédico e detección de osíxeno. Ademais, pódense usar como fontes de bombeo para a xeración paramétrica de luz infravermella media e para xerar luz visible mediante duplicación de frecuencia. Os láseres na banda de 1,2 μm conseguíronse con diferentesláseres de estado sólido, incluíndoláseres semicondutores, láseres Raman de diamante e láseres de fibra. Entre estes tres láseres, o láser de fibra ten as vantaxes dunha estrutura simple, boa calidade do feixe e funcionamento flexible, o que o converte na mellor opción para xerar láser de banda de 1,2 μm.
Recentemente, o equipo de investigación dirixido polo profesor Pu Zhou na China mostrou interese en láseres de fibra de alta potencia na banda de 1,2 μm. A fibra de alta potencia actualláseresson principalmente láseres de fibra dopados con iterbio na banda de 1 μm, e a potencia de saída máxima na banda de 1,2 μm está limitada ao nivel de 10 W. O seu traballo, titulado "Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia na banda de onda de 1,2 μm", publicouse en Frontiers ofOptoelectrónica.

FIG. 1: (a) Configuración experimental dun amplificador de fibra Raman sintonizable de alta potencia e (b) láser de semente de fibra Raman aleatoria sintonizable nunha banda de 1,2 μm. PDF: fibra dopada con fósforo; QBH: masa de cuarzo; WDM: multiplexor por división de lonxitude de onda; SFS: fonte de luz de fibra superfluorescente; P1: porto 1; P2: porto 2. P3: indica o porto 3. Fonte: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia nunha banda de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
A idea é empregar o efecto de dispersión Raman estimulada nunha fibra pasiva para xerar un láser de alta potencia na banda de 1,2 μm. A dispersión Raman estimulada é un efecto non lineal de terceira orde que converte os fotóns a lonxitudes de onda máis longas.

Figura 2: Espectros de saída RFL aleatorios sintonizables a lonxitudes de onda de bombeo de (a) 1065-1074 nm e (b) 1077 nm (Δλ refírese a un ancho de liña de 3 dB). Fonte: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia a unha banda de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Os investigadores empregaron o efecto de dispersión Raman estimulado na fibra dopada con fósforo para converter unha fibra dopada con iterbio de alta potencia nunha banda de 1 μm a unha banda de 1,2 μm. Obtivose un sinal Raman cunha potencia de ata 735,8 W a 1252,7 nm, que é a potencia de saída máis alta dun láser de fibra de banda de 1,2 μm rexistrada ata a data.

Figura 3: (a) Potencia de saída máxima e espectro de saída normalizado a diferentes lonxitudes de onda do sinal. (b) Espectro de saída completo a diferentes lonxitudes de onda do sinal, en dB (Δλ refírese a un ancho de liña de 3 dB). Fonte: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia a unha banda de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figura: 4: (a) Características do espectro e (b) da evolución da potencia dun amplificador de fibra Raman sintonizable de alta potencia a unha lonxitude de onda de bombeo de 1074 nm. Fonte: Zhang Yang et al., Láser de fibra Raman sintonizable de alta potencia a unha banda de onda de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)