Nedávno, Russell Center for Advanced LightWave Science of Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, University of Science and Technology Institute pre pokročilé štúdie, Šanghajský inštitút optiky a precíznej mechaniky Čínskej akadémie vied a ifibo (Ningbo) OptoElectronics Technology Co {{}}}}} {{ Medzinárodný optický časopis „Optica“ a po prvýkrát dosiahol vysokoúčinný, vysoko vernosť a vysoký režimový flexibilný prenos pulzov na úrovni blízkych wattov, stovky femtosekundov, 2 {{Hollow-Core PCF). Tento výsledok poskytuje nielen účinné riešenie nedostatkov stredne infračervených ultrarýchle impulzov pri prenose, ale tiež kladie základ pre rozširovanie stredne infračervených laserových aplikácií
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%.
Experimentátori tiež porovnávali prenosovú schému s priestorovou optickou cestou rovnakej dĺžky a fluoridové vlákna z tuhej jadra {{}} Výsledky ukazujú, že počas prenosu ultrarýchle impulzov vo vláknach fluoridov s tuhým jadrom je príliš silné, čo je príliš silné, čo je príliš silné Krištáľové vlákna v prenose vysokofrekvenčných ultraflexných pulzov s vysokým výkonom napájania Sensing .
Relevantné výsledky výskumu boli uverejnené v Top Journal of Lasers and Optoelectronics, Optica s názvom „Flexibilné dodanie širokopásmového pripojenia, 100 fs stredne infračervené impulzy v pásme absorpcie vo vode s použitím dutých jadrových fotonických kryštálových vlákien“ {.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} }skýtým študentom spoločnosti Shanghai Institute of Optics and University of Changzh a University of Changzh. Technológia a Li Zeqing, doktorandský študent v Šanghajskom inštitúte optiky a jemnej mechaniky, sú spoluzakladajúcimi autormi a Huang Jiapeng, Jiang Xin a Pang Meng z Russell Center sú ko-koreniacimi autormi .
Obrázok 1. Experimentálne nastavenie a výsledky . (a) Experimentálna optická cesta . objektív, potiahnutý CAF2 Plano-Convex objektív; HWP, polovičná doska; QWP, doska štvrťvlní; FM, Bend Mirror; FTIR, Fourier Transformácia infračerveného spektrometra; AC, AutoCorelator . (B) SEM Obrázok vlákniny štruktúry {{8} (C) Strata spektrum merané pomocou metódy skrátenia, zatienená oblasť predstavuje neistotu merania (Orange, ľavá os) a vypočítaná krivka disperzie (modrá, pravá axis) Duté jadrové PCF . (e) Použitie 30 mm Znse a 5 mm GE materiálov, bol dosiahnutý pulzný výstup s takmer transformačným šírkou impulzu 98 FS .
Obrázok 2. Porovnanie rôznych prenosových režimov . (a) Normalizované absorpčné spektrum vodnej pary {{}} (b) Priamy laserový výstup (Gray) a prenosové spektrum v Air) a Transmission Spectrum In VACORU v prípade VACORE PCF) a Transmission inCore PCF a VACORE v SACORE v SACORU A VACORE VACORU A VACORU (red) . Pravá strana zobrazuje zväčšené spektrum v rozsahu 2.7-2.8 μm {{}} (c) Raman Soliton Generation v pevnom jadrovom fluoridovom vlákne {} {}}}}}}}}} {}}} {}} {}
