Ein chinesisches Team hat einen abstimmbaren Raman-Faserlaser mit hoher Leistung im 1,2-µm-Band entwickelt.

Ein chinesisches Team hat ein leistungsstarkes, abstimmbares Raman-Spektrometer im 1,2-µm-Band entwickelt.Faserlaser

LaserquellenLaser im 1,2-µm-Band bieten einzigartige Anwendungsmöglichkeiten in der photodynamischen Therapie, der biomedizinischen Diagnostik und der Sauerstoffmessung. Darüber hinaus können sie als Pumpquellen für die parametrische Erzeugung von mittelwelligem Infrarotlicht und zur Erzeugung von sichtbarem Licht durch Frequenzverdopplung eingesetzt werden. Laser im 1,2-µm-Band wurden mit verschiedenen Methoden realisiert.Festkörperlaser, einschließlichHalbleiterlaserDiamant-Raman-Laser und Faserlaser. Von diesen drei Lasern zeichnet sich der Faserlaser durch seine einfache Struktur, gute Strahlqualität und flexible Betriebsweise aus und ist daher die beste Wahl zur Erzeugung von Laserlicht im 1,2-µm-Band.
Das Forschungsteam um Professor Pu Zhou in China beschäftigt sich seit Kurzem mit Hochleistungsfaserlasern im 1,2-µm-Band.LaserEs handelt sich hauptsächlich um Ytterbium-dotierte Faserlaser im 1-µm-Band, deren maximale Ausgangsleistung im 1,2-µm-Band auf etwa 10 W begrenzt ist. Ihre Arbeit mit dem Titel „Hochleistungs-Raman-Faserlaser mit abstimmbarer Raman-Spannweite im 1,2-µm-Band“ wurde in Frontiers of the American Journal of Lasers veröffentlicht.Optoelektronik.

Abb. 1: (a) Experimenteller Aufbau eines abstimmbaren Hochleistungs-Raman-Faserverstärkers und (b) abstimmbarer Raman-Faserlaser mit zufälliger Anregung im 1,2-µm-Band. PDF: Phosphor-dotierte Faser; QBH: Quarz; WDM: Wellenlängenmultiplexer; SFS: Superfluoreszierende Faserlichtquelle; P1: Port 1; P2: Port 2; P3: Port 3. Quelle: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Die Idee besteht darin, den Effekt der stimulierten Raman-Streuung 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 Wellenlängen mit längeren Wellenlängen umwandelt.

Abbildung 2: Abstimmbare Ausgangsspektren eines zufälligen RFL bei (a) 1065–1074 nm und (b) 1077 nm Anregungswellenlänge (Δλ bezeichnet die 3-dB-Linienbreite). Quelle: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Die Forscher nutzten den Effekt der stimulierten Raman-Streuung in der phosphor-dotierten Faser, um eine leistungsstarke, ytterbium-dotierte Faser im 1-µm-Band in das 1,2-µm-Band umzuwandeln. Bei 1252,7 nm wurde ein Raman-Signal mit einer Leistung von bis zu 735,8 W erzielt. Dies ist die bisher höchste berichtete Ausgangsleistung eines Faserlasers im 1,2-µm-Band.

Abbildung 3: (a) Maximale Ausgangsleistung und normiertes Ausgangsspektrum bei verschiedenen Signalwellenlängen. (b) Vollständiges Ausgangsspektrum bei verschiedenen Signalwellenlängen in dB (Δλ bezeichnet die 3-dB-Linienbreite). Quelle: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Abbildung 4: (a) Spektrum und (b) Leistungsverlauf eines abstimmbaren Hochleistungs-Raman-Faserverstärkers bei einer Anregungswellenlänge von 1074 nm. Quelle: Zhang Yang et al., High power tunable Raman fiber laser at 1.2μm waveband, Frontiers of Optoelectronics (2024)