Πρόσφατα, η ομάδα των καθηγητών LV Zhiwei και Bai Zhenxu από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Hebei, σε συνεργασία με τον καθηγητή Richard Mildren από το Πανεπιστήμιο Macquarie στην Αυστραλία και τον καθηγητή Takashige Omatsu από το Πανεπιστήμιο Chiba στην Ιαπωνία, επιτυχώς πέτυχε την παραγωγή του Raman Vortex Light με μεγάλη επέκταση κύματος σε ένα διαμάντι raman raman. Αυτό το αποτέλεσμα της έρευνας που κυκλοφόρησε πρόσφατα δημοσιεύθηκε ως άρθρο κάλυψης στο έγκυρο περιοδικό ACS Photonics στον τομέα της οπτικής.
Το Diamond, με την ευρεία φασματική περιοχή μετάδοσης και τις εξαιρετικές θερμοφυσικές ιδιότητες, παρουσιάζει μοναδικά πλεονεκτήματα και μεγάλες δυνατότητες στην επέκταση του μήκους κύματος του φωτός στροβίλου. Η ομάδα συνδυάζει καινοτομικά την απλή και αποτελεσματική μέθοδο παραγωγής φωτός στροβίλου ενδοκοιλισμού-αντλία εκτός άξονα, με την παραδοσιακή εξωτερική κοιλότητα διπλή ερυθρό κύμα διαμαντιού Raman Oscillator, χρησιμοποιώντας 1 μm λέιζερ ως πηγή φωτός αντλίας. Με τον ακριβή έλεγχο της γωνίας εκτός άξονα του καθρέφτη εξόδου της κοιλότητας, 1,2 μm και 1,5 μm εξόδων λέιζερ Raman (HG), και η λειτουργία Laguerre-Gausssian (Lg), ήταν επιτυχής και ο έλεγχος της δοκού υψηλής ποιότητας.
Δοκός δοκών πρώτης τάξης
Στο πείραμα μετατροπής Diamond Raman πρώτης τάξης, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε έναν καθρέφτη εξόδου με μεταφορά μικρότερη από 0 5% στο μήκος κύματος Raman πρώτης τάξης και δημιούργησε μια οιονεί ομοσπονδιακή δομή κοιλότητας. Με τον ακριβή έλεγχο της γωνίας περιστροφής του καθρέφτη εξόδου προς διαφορετικές κατευθύνσεις, έλαβε επιτυχώς την έξοδο λέιζερ 1,2 μm σε πολλαπλές λειτουργίες όπως φαίνεται στο σχήμα 1 (α). Μεταξύ αυτών, όταν η συντονισμένη κοιλότητα βρίσκεται σε κατάσταση διαταραχής, η έξοδος λέιζερ παρουσιάζει μια λειτουργία Gaussian βάσης. Όταν ο καθρέφτης εξόδου περιστρέφεται εκτός άξονα στις οριζόντιες και κατακόρυφες κατευθύνσεις του επιπέδου, δημιουργούνται οι εξόδους HG1, {{1 0} και Hg0,1. Όταν ο καθρέφτης εξόδου περιστρέφεται κατά μήκος μιας διαγώνιας κατεύθυνσης 45 μοιρών, λαμβάνεται μια έξοδος λειτουργίας LG με κατανομή κοίλου έντασης. Επιπλέον, με συμβολομετρική μέτρηση της δέσμης λειτουργίας LG (όπως φαίνεται στο σχήμα 2 (b)), επιβεβαιώνεται ότι έχει κατανομή σπειροειδούς φάσης, υποδεικνύοντας ότι πρόκειται για δέσμη στροβίλων. Τα αντίστοιχα φασματικά χαρακτηριστικά παρουσιάζονται στο σχήμα 2 (c). Στη μέγιστη ισχύς της αντλίας, το πείραμα πέτυχε 65,5 W της εξόδου λέιζερ Gaussian και 42,2 W της εξόδου λειτουργίας LG, με αντίστοιχες αποδοτικότητες μετατροπής 23,8% και 15,3% αντίστοιχα.
Εικόνα 1 Αποτελέσματα φωτός στροβιλισμού πρώτης τάξης Raman: (α) Λειτουργία εξόδου πρώτης τάξης σε διαφορετικές γωνίες εκτός άξονα καθρέφτη (B) LG Extrum STOKES STOKES STOKES
Δοκός στροβίλου δεύτερης τάξης
Προκειμένου να επεκταθεί περαιτέρω η σειρά μήκους κύματος εργασίας του φωτός Vortex Raman, η ερευνητική ομάδα χρησιμοποίησε την ίδια μέθοδο ελέγχου εκτός άξονα στον ταλαντωτή Diamond Raman της δεύτερης τάξης και έλαβε επιτυχώς έξοδο λέιζερ 1,5 μm σε διαφορετικούς τρόπους. Τα πειραματικά αποτελέσματα παρουσιάζονται στο
Εικόνα 2. Στη μέγιστη ισχύς αντλίας, 119,4 W της εξόδου Gaussian Mode και 22,2 W της λειτουργίας LG Mode δεύτερης τάξης επιτεύχθηκε, επαληθεύοντας περαιτέρω την αποτελεσματικότητα και την επεκτασιμότητα αυτής της μεθόδου σε μετατροπή Raman υψηλής τάξης.
Εικόνα 2. Αποτελέσματα φωτός στροβιλισμού δεύτερης τάξης Raman: (α) Λειτουργία εξόδου δεύτερης τάξης σε διαφορετική έξοδο καθρέφτη εκτός άξονα γωνίες (b) φάσμα εξόδου δεύτερης τάξης και αντίστοιχα αποτελέσματα παρεμβολής λειτουργίας LG
Περίληψη και προοπτική
Ως νέος τύπος οπτικού κρυστάλλου με εξαιρετική απόδοση, η Diamond έχει λάβει ευρεία προσοχή και πέτυχε ταχεία ανάπτυξη τα τελευταία χρόνια λόγω της ευρείας φασματικής εμβέλειας και των εξαιρετικών θερμικών ιδιοτήτων. Η ομάδα του Πανεπιστημίου Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου Hebei συνένωσε καινοτομικά μια απλή μέθοδο άντλησης αντλίας εκτός άξονα με έναν παραδοσιακό ταλαντωτή Diamond Raman της εξωτερικής κοιλότητας και για πρώτη φορά συνειδητοποίησε την άμεση παραγωγή 1,2 μm και 1,5 μm διαμαντιού με διαμάντια με διαμάντι και ταλαντωτές διαμαντιών. Αυτή η έρευνα όχι μόνο καταδεικνύει τα μοναδικά πλεονεκτήματα του διαμαντιού στην επέκταση του μήκους κύματος του φωτός του στροβίλου, αλλά επίσης διευρύνει περαιτέρω τα όρια εφαρμογής της τεχνολογίας με διαμάντια λέιζερ, παρέχοντας νέες ιδέες και τεχνική υποστήριξη για την αποτελεσματική παραγωγή φωτός στροβιλισμού υψηλής ισχύος.
