Ein chinesisches Team hat einen leistungsstarken, abstimmbaren Raman-Faserlaser im 1,2-μm-Band entwickelt

Ein chinesisches Team hat einen hochleistungsfähigen, abstimmbaren Raman-Sensor im 1,2-μm-Band entwickelt.Faserlaser

LaserquellenLaser im 1,2-μm-Band finden einzigartige Anwendungsmöglichkeiten in der photodynamischen Therapie, der biomedizinischen Diagnostik und der Sauerstoffsensorik. Darüber hinaus können sie als Pumpquellen für die parametrische Erzeugung von Mittelinfrarotlicht und zur Erzeugung von sichtbarem Licht durch Frequenzverdopplung eingesetzt werden. Laser im 1,2-μm-Band wurden mit verschiedenenFestkörperlaser, einschließlichHalbleiterlaser, Diamant-Raman-Laser und Faserlaser. Von diesen drei Lasern zeichnet sich der Faserlaser durch seine einfache Struktur, gute Strahlqualität und flexible Bedienung aus, was ihn zur besten Wahl für die Erzeugung von 1,2-μm-Bandlasern macht.
Das Forschungsteam um Professor Pu Zhou in China interessiert sich seit Kurzem für Hochleistungsfaserlaser im 1,2-μm-Band. Die aktuelle HochleistungsfaserLasersind hauptsächlich Ytterbium-dotierte Faserlaser im 1-μm-Band, wobei die maximale Ausgangsleistung im 1,2-μm-Band auf 10 W begrenzt ist. Ihre Arbeit mit dem Titel „High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband“ wurde in Frontiers ofOptoelektronik.

ABB. 1: (a) Experimenteller Aufbau eines leistungsstarken, abstimmbaren Raman-Faserverstärkers und (b) eines abstimmbaren Raman-Zufallsfaserlasers im 1,2-μm-Wellenband. PDF: Phosphordotierte Faser; QBH: Quarz-Vollmaterial; WDM: Wellenlängenmultiplexer; SFS: Superfluoreszierende Faserlichtquelle; P1: Port 1; P2: Port 2. P3: Port 3. Quelle: Zhang Yang et al., Hochleistungs-Raman-Faserlaser im 1,2-μm-Wellenband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Die Idee besteht darin, den stimulierten Raman-Streueffekt in einer passiven Faser zu nutzen, um einen Hochleistungslaser im 1,2-μm-Band zu erzeugen. Die stimulierte Raman-Streuung ist ein nichtlinearer Effekt dritter Ordnung, der Photonen in längere Wellenlängen umwandelt.

Abbildung 2: Abstimmbare zufällige RFL-Ausgangsspektren bei (a) 1065–1074 nm und (b) 1077 nm Pumpwellenlänge (Δλ entspricht 3 dB Linienbreite). Quelle: Zhang Yang et al., Hochleistungs-abstimmbarer Raman-Faserlaser im 1,2-μm-Wellenband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Die Forscher nutzten den stimulierten Raman-Streueffekt in der phosphordotierten Faser, um eine Hochleistungs-Ytterbium-dotierte Faser im 1-μm-Band auf das 1,2-μm-Band umzuwandeln. Ein Raman-Signal mit einer Leistung von bis zu 735,8 W wurde bei 1252,7 nm erhalten. Dies ist die höchste bisher gemeldete Ausgangsleistung eines Faserlasers im 1,2-μm-Band.

Abbildung 3: (a) Maximale Ausgangsleistung und normalisiertes Ausgangsspektrum bei verschiedenen Signalwellenlängen. (b) Vollständiges Ausgangsspektrum bei verschiedenen Signalwellenlängen in dB (Δλ entspricht 3 dB Linienbreite). Quelle: Zhang Yang et al., Hochleistungs-Raman-Faserlaser im 1,2-μm-Wellenband, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Abbildung 4: (a) Spektrum und (b) Leistungsentwicklungseigenschaften eines leistungsstarken, abstimmbaren Raman-Faserverstärkers bei einer Pumpwellenlänge von 1074 nm. Quelle: Zhang Yang et al., Hochleistungs-Raman-Faserlaser im 1,2-μm-Wellenband, Frontiers of Optoelectronics (2024)