Подробное объяснение волокон среднего инфракрасного диапазона и их применения.

от OLT,

Сверхбыстрое преобразование частоты импульсной перестройки на основе полых волокон

Существует несколько типов полых волокон: запрещенная зона, отрицательная кривизна и брэгговская оболочка. Независимо от типа, процесс приготовления сложен. Многие люди также ставят под сомнение применение полых волокон, считая их слишком тяжелыми и незрелыми. Однако эта технология, скрывающая новые физические явления, предлагает редкую среду для многих экспериментов. Сегодня мы представляем перестраиваемое преобразование частоты сверхбыстрых импульсов на основе оптических волокон. Используя вытянутое полое волокно, наполненное азотом, сверхбыстрые лазерные импульсы с длиной волны 1 мкм можно настраиваемо преобразовывать в более длинные волны и более короткие длительности импульса.

На этой концептуальной диаграмме сверхбыстрый лазерный импульс (синий) слева входит в растянутое полое волокно, заполненное азотом (красные молекулы), и по мере распространения получает спектральное уширение, а выходной луч (оранжевый) находится справа. . Это нелинейное явление связано с эффектом комбинационного рассеяния света, который связан с вращением молекул газа в лазерном поле.

Yb-волоконные лазеры могут генерировать сверхбыстрые импульсы с центральной длиной волны около 1 мкм, но во многих приложениях (например, генерация высоких гармоник, оптическая когерентная томография ОКТ в медицине) требуются сверхбыстрые импульсы с высокой энергией и немного большей длиной волны. ). Обычные источники перестраиваемых по длине волны сверхбыстрых импульсов, оптические параметрические усилители (ОПУ), преобразуют сверхбыстрые импульсы диаметром 1 мкм в частоту и позволяют осуществлять непрерывную перестройку от 1,3 до 4,5 мкм, хотя диапазон 1,0-1,3 мкм не может быть достигнут без дополнительных частот. Кроме того, предложения о поглощении, как правило, сложны и дороги в составлении.  

Здесь мы представляем более простой метод, который может генерировать сверхбыстрые импульсы в диапазоне 1–1,7 мкм: импульс накачки 1 мкм посылается по длинному, заполненному азотом участку канала в волокне с полой сердцевиной, что приводит к экстремальному рамановскому сдвигу (экстремальному Рамановское красное смещение) света. Дополнительным преимуществом этого метода является уменьшение длительности импульса с 200 фс примерно до 20 фс. 

Как это возможно ?

(A)

(1) Сравните этот метод с традиционными экспериментами, в которых полое волокно обычно заполняется одноатомным газом (например, аргоном) для симметричного расширения лазерного спектра, а затем повторно сжимается в короткий импульс.

(2) В этом эксперименте команда обнаружила, что, используя, например, азот, все же можно расширить спектр, но неожиданным асимметричным образом.  

Луч расширяется в сторону длинных волн инфракрасного (ИК) диапазона, что позволяет фильтровать выходной спектр, чтобы сохранить полосу, в которой он должен применяться. Таким образом, энергия передается в ближнем инфракрасном диапазоне спектра с импульсом в три раза короче (что позволяет получить эффективность, сравнимую с эффективностью ОРА); и самое главное, процесс не требует сложного оборудования или дополнительных систем посткомпрессии импульсов.  

(Б) Еще один эксперимент: команда использовала полое волокно, наполненное азотом, и вместо фильтрации спектра сжимала его во времени с помощью дисперсионной линзы, способной регулировать фазу расширенного импульса. физика сильного поля (аттосекундная и физика сильного поля)».  

(C) Растягивание полого волокна (HCF) и последующая накачка импульсом 200 фс и длиной 1,03 мкм из усиленной лазерной системы на основе Yb. В устройстве TUWien используется волокно длиной 5,5 м и внутренним диаметром 1 мм; В ИНРС используется волокно длиной 6 м и внутренним диаметром 0,53 мм, а также широкополосные чирпированные зеркала для сжатия импульсов.  

Московская группа под руководством Алексея ЖелТИкова занимается разработкой теоретических моделей для объяснения этих оптических явлений. Объединив эти три подхода, исследователи смогли не только полностью понять сложную основную динамику, но и использовать азот для достижения экстремального красного смещения и эффективного сжатия импульсов в инфракрасной области. эффективное сжатие импульсов в инфракрасном диапазоне).  

Команда считает, что подход, основанный на рамановском сдвиге, вполне может удовлетворить растущий спрос на сверхбыстрые источники света с большей длиной волны для лазеров и приложений в сильных полях, начиная с более дешевых, настраиваемых систем промышленного качества.
что его цель Youtube

Об авторе

Elfcam SARL, все права защищены.