Un team cinese ha sviluppato un laser a fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda da 1,2 μm

Un team cinese ha sviluppato un Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda da 1,2 μmlaser a fibra

Sorgenti laserche operano nella banda di 1,2μm hanno alcune applicazioni uniche nella terapia fotodinamica, nella diagnostica biomedica e nel rilevamento dell'ossigeno. Inoltre, possono essere utilizzati come sorgenti di pompa per la generazione parametrica di luce nel medio infrarosso e per generare luce visibile mediante raddoppio della frequenza. I laser nella banda di 1,2 μm sono stati ottenuti con risultati diversilaser a stato solido, compresolaser a semiconduttore, laser Raman a diamante e laser a fibra. Tra questi tre laser, il laser a fibra presenta i vantaggi di una struttura semplice, una buona qualità del raggio e un funzionamento flessibile, che lo rendono la scelta migliore per generare laser con banda da 1,2μm.
Recentemente, il gruppo di ricerca guidato dal professor Pu Zhou in Cina si è interessato ai laser a fibra ad alta potenza nella banda di 1,2μm. L'attuale fibra ad alta potenzalasersono principalmente laser a fibra drogata con itterbio nella banda di 1 μm e la potenza di uscita massima nella banda di 1,2 μm è limitata al livello di 10 W. Il loro lavoro, intitolato "Laser in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda d'onda di 1,2 μm", è stato pubblicato in Frontiere diOptoelettronica.

FICO. 1: (a) Configurazione sperimentale di un amplificatore in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza e (b) laser seme in fibra Raman casuale sintonizzabile con banda da 1,2 μm. PDF: fibra drogata con fosforo; QBH: quarzo sfuso; WDM: Multiplexer a divisione di lunghezza d'onda; SFS: sorgente luminosa in fibra superfluorescente; P1: porta 1; P2: porta 2. P3: indica la porta 3. Fonte: Zhang Yang et al., Laser in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda d'onda di 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
L'idea è di utilizzare l'effetto di diffusione Raman stimolato in una fibra passiva per generare un laser ad alta potenza nella banda di 1,2μm. Lo scattering Raman stimolato è un effetto non lineare del terzo ordine che converte i fotoni in lunghezze d'onda maggiori.

Figura 2: Spettri di uscita RFL casuali sintonizzabili alle lunghezze d'onda della pompa (a) 1065-1074 nm e (b) 1077 nm (Δλ si riferisce alla larghezza di linea di 3 dB). Fonte: Zhang Yang et al., Laser in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda d'onda di 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
I ricercatori hanno utilizzato l'effetto di diffusione Raman stimolato nella fibra drogata con fosforo per convertire una fibra drogata con itterbio ad alta potenza nella banda di 1 μm in una banda di 1,2 μm. Un segnale Raman con una potenza fino a 735,8 W è stato ottenuto a 1252,7 nm, che è la potenza di uscita più alta di un laser a fibra con banda da 1,2 μm finora riportata.

Figura 3: (a) Potenza di uscita massima e spettro di uscita normalizzato a diverse lunghezze d'onda del segnale. (b) Spettro di uscita completo a diverse lunghezze d'onda del segnale, in dB (Δλ si riferisce alla larghezza di linea di 3 dB). Fonte: Zhang Yang et al., Laser in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda d'onda di 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).

Figura :4: (a) Caratteristiche dello spettro e (b) dell'evoluzione della potenza di un amplificatore in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza a una lunghezza d'onda di pompaggio di 1074 nm. Fonte: Zhang Yang et al., Laser in fibra Raman sintonizzabile ad alta potenza con banda d'onda di 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)