国防科技大学研究团队研制出1.2 μm 波段的高功率可调谐拉曼光纤激光器
发布时间:2024-01-30 23:00:04.000Z
工作在 1.2 μm 波段的激光源在光动力疗法、生物医学诊断和氧传感方面有一些独特的应用。此外,它们还可用作中红外光参量产生以及通过倍频产生可见光的泵浦源。1.2 μm 波段的激光已经通过不同的固体激光器实现,包括半导体激光器、金刚石拉曼激光器和光纤激光器。在这三种激光器中,光纤激光器以其结构简单、光束质量好、操作灵活等优点,成为产生 1.2 μm 波段激光的最佳选择。
国防科技大学前沿交叉学科学院周朴教授领导的研究团队对 1.2 μm 波段的高功率光纤激光器很感兴趣。目前的高功率光纤激光器主要是 1 μm 波段的掺镱光纤激光器,1.2 μm 波段的最大输出功率被限制在 10 W水平。他们的研究成果题为 《High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband》,发表在《Frontiers of Optoelectronics》上。
图1:(a)高功率可调谐拉曼光纤放大器和 (b)1.2 μm 波段可调谐随机拉曼光纤种子激光器的实验装置。PDF:掺磷光纤;QBH:石英块头;WDM:波分复用器;SFS:超荧光光纤光源;P1:端口 1;P2:端口 2;P3:端口 3。资料来源:张扬等人,《High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband》,《Frontiers of Optoelectronics》(2024)。
他们的想法是利用无源光纤中的受激拉曼散射效应,在 1.2 μm 波段产生高功率激光。受激拉曼散射效应是一种三阶非线性效应,可将光子转换成更长的波长。
图2:在(a)1065-1074 nm和 (b)1077 nm 泵浦波长条件下的可调谐随机 RFL 输出光谱(Δλ 指 3 dB 线宽)。资料来源:张扬等人,《High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband》,《Frontiers of Optoelectronics》(2024)。
研究人员利用掺磷光纤中的受激拉曼散射效应,将 1 μm 波段的高功率掺镱光纤转换为 1.2 μm 波段。在 1252.7 nm波段获得了功率高达 735.8 W 的拉曼信号,这是迄今为止报道的 1.2 μm 波段光纤激光器的最高输出功率。
图3:(a) 不同信号波长下的最大输出功率和归一化输出光谱。(b)不同信号波长下的全输出光谱,单位为 dB(Δλ 指 3 dB 线宽)。资料来源:张扬等人,《High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband》,《Frontiers of Optoelectronics》(2024)。
图:4:(a)泵浦波长为 1074 nm 时高功率可调谐拉曼光纤放大器的光谱和(b)功率演变特性。资料来源:张扬等人,《High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband》,《Frontiers of Optoelectronics》(2024)。
参考文献:张扬等人,《High power tunable Raman fiber laser at 1.2 μm waveband》,《Frontiers of Optoelectronics》(2024)。