Récemment, le Russell Center for Advanced Lightwave Science of Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, The United Nations University of Science and Technology Hangzhou Institute for Advanced Studies, The Shanghai Institute of Optics and Precision Mechanics of the Chinese Academy of Sciences, et Ifibo (Ningbo) OptoElectronics Technology Co., ltbo). Les résultats de la recherche dans le Journal optique international "Optica", et pour la première fois ont atteint la transmission flexible à haute efficacité, haute fidélité et une pureté unique de pureté à modes monomode de centaines de Femtosecondes de niveau proche, 2 μM de bande en infrlate en infrax. Ce résultat fournit non seulement une solution efficace aux lacunes des impulsions ultra-rapides infrarouge
High-power mid-infrared ultrafast broadband light sources have important applications in advanced spectroscopy, material fine processing, medical surgery, and remote sensing. The limitations of laser transmission have hindered the further expansion of mid-infrared laser applications. In traditional transmission methods, the absorption of various gas molecules in the spatial optical path causes deformation of the output light spot and deterioration of pulse quality. Solid mid-infrared optical fiber has serious nonlinear accumulation, which causes serious distortion of the output time-frequency signal. To solve this problem, the research team used a self-made single-hole eight-ring structure Hollow-core PCF (length 5 m) to transmit mid-infrared ultrafast pulses. Thanks to the advantages of low transmission loss, low nonlinear effect accumulation and support for rapid vacuum extraction of Hollow-core PCF, the team not only solved the problems caused by traditional transmission methods, but also successfully achieved efficient transmission with an overall efficiency of >70%.
During the experiment, the experimenters used a self-built mid-infrared pulse fiber laser as the light source and a 5 m long Hollow-core PCF as the transmission medium. The two ends of the Hollow-core PCF were fixed in the air chamber so that the Hollow-core PCF could be evacuated using a vacuum pump. After the vacuum was drawn (the entire extraction process took less than 1 minute, and the gas pressure was drawn to ~10 mbar), the team successfully achieved an overall laser efficiency of > 70%, a Gaussian spot output that was close to the diffraction limit, and the entire system showed excellent stability. In addition, the spectral shape of the output in the frequency domain was basically consistent with the input. In the time domain, due to the small amount of waveguide dispersion of the hollow-core PCF (-2.04 fs2/mm @ 2.8 μm), the pulse width was widened from the input 117 fs to 404 fs. Subsequently, the experimenters added Ge and ZnSe positive dispersion materials to compensate for the negative dispersion introduced by the hollow-core PCF, coupling lens and air chamber window, and obtained an output with a pulse width of 98 fs (close to the transformation limit pulse width of 96 fs), with a peak power of 170 kW. In addition, the experimenters also used the autocorrelation trace to estimate that the output fundamental mode energy accounted for >95%.
Les expérimentateurs ont également comparé le schéma de transmission avec le chemin optique spatial de la même longueur et la fibre de fluorure à noyau solide ., les résultats montrent que pendant la transmission des impulsions ultra-propres dans les fibres de fluo Fibres de cristal photoniques dans la transmission des impulsions ultrapochantes infrarouges moyennes infrarouges à haute puissance . L'expérience a obtenu une technologie à haute efficacité, à haute fidélité et à une pureté de haut niveau de haut niveau de la transmission flexible laser à haut débit. détection .
Les résultats de la recherche pertinents ont été publiés dans le Top Journal of Lasers and Optoelectronics, Optica, avec le titre "Livraison flexible des impulsions à haut débit de fibre de cristal à haut" . Lin Wei, un étudiant doctoral de ChinaShai Institute et University of Chine La technologie avancée, et Li Zeqing, étudiante au doctorat du Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, sont les co-prirs, et Huang Jiapeng, Jiang Xin et Pang Meng du Russell Center sont les auteurs co-corrompus .
Figure 1. Configuration et résultats expérimentaux . (a) Path optique expérimental . Lens, lentilles CAF2 Plano-Convex en revêtement; HWP, plaque demi-onde; QWP, plaque de quart d'onde; FM, Bend Mirror; FTIR, spectromètre infrarouge à transformée de Fourier; AC, autocorrelator . (b) image SEM de la structure des fibres . (C) Spectre de perte mesuré à l'aide de la méthode de troncature, la zone ombrée représente l'incertitude de mesure (axe droit,. (d) Power de sortie par le biais de A5- PCF à cœur creux . (E) En utilisant des matériaux ZNSE et 5 mm GE de 30 mm, une sortie d'impulsion avec une largeur d'impulsion limitée à transformation presque de 98 fs a été obtenue .
Figure 2. Comparaison de différents modes de transmission . (a) Spectre d'absorption normalisé de la puissance du laser direct (gris) et du spectre de transmission dans le chemin optique spatial (violet), du spectre de transmission du pic-core golfe dans l'air (vert), et du spectre transmission du pic-core en greffi Vacuum (rouge) . Le côté droit montre le spectre agrandi dans la gamme de 2.7-2.8 μm . (C) la génération de soliton Raman dans une fibre de fluorure à core solide et la trace de corrélation autocre
