Πρόσφατα, το Κέντρο Russell For Advanced Lightwave Science του Ινστιτούτου Οπτικής και της Fine Mechanics, του Πανεπιστημίου Επιστημών και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου και της Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου και της Τεχνολογίας της Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου και της Τεχνολογίας της Τεχνολογίας των Ηνωμένων Εθνών, το Τελευταίο Ερευνητικό τους, Στο διεθνές κορυφαίο οπτικό περιοδικό "Optica", και για πρώτη φορά πέτυχε την ευέλικτη μετάδοση της ευέλικτης φωτονικής κρυστάλλινης ίνας σε επίπεδο ακτινοβολίας, 2 {{11} 8 μm ζώνης με μέση ευρεία αίσθηση σε κοίλο πυρήνα κρυστάλλων (Hollow-Core PCF). Αυτό το αποτέλεσμα όχι μόνο παρέχει μια αποτελεσματική λύση στις αδυναμίες των υπερ-γρήγορων παλμών μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας στη μετάδοση, αλλά επίσης θέτει τα θεμέλια για την επέκταση των εφαρμογών λέιζερ μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας
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%.
Οι πειραματιστές συνέκριναν επίσης το σχήμα μετάδοσης με τη χωρική οπτική διαδρομή του ίδιου μήκους και την ινώδη φθοριούχου στερεού πυρήνα . Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι κατά τη διάρκεια της μετάδοσης των εξαιρετικά γρήγορων παλμών σε ίνες στερεού πυρήνα, το μη γραμμικό αποτέλεσμα είναι πολύ ισχυρή, με αποτέλεσμα τη διάσπαση του χρόνου-domain spliting των παλμών και ενός φασματικού φασματικού φωτοβολταϊκού. Οι κρυστάλλινες ίνες στη μετάδοση υψηλής αιχμής μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας . Το πείραμα επιτυγχάνει υψηλής απόδοσης, υψηλής ποιότητας και υψηλής αλληλεγγύης μεσαίας υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Τα σχετικά αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο Top Journal of Lasers and Optoelectronics, Optica, με τον τίτλο "Ευέλικτη παράδοση ευρυζωνικής σύνδεσης, 100 FS Midfrared Pulses στην Υδατική Ζωτική Ζώνη της Επιστημών και Τεχνολογίας του Κινικού Ισραηλινού Ινστιτούτου" Η τεχνολογία και ο Li Zeqing, διδακτορικός φοιτητής του Ινστιτούτου Οπτικών και Λεπτών της Σαγκάης, είναι οι συντάκτες των συν-πρώτων συγγραφέων και ο Huang Jiapeng, ο Jiang Xin και ο Pang Meng του Russell Center είναι οι συν-ανταποκρινόμενοι συγγραφείς.}}}}}}}
Σχήμα 1. Πειραματική ρύθμιση και αποτελέσματα . (α) Πειραματική οπτική διαδρομή . φακός, επικαλυμμένο CAF2 Plano-Convex φακό; HWP, πλάκα μισού κύματος. QWP, πλάκα τεταρτημορίου. FM, κάμπινγκ κάμψη. FTIR, φασματόμετρο υπερύθρων μετασχηματισμού Fourier. AC, AutoCorrelator .} (b) SEM Εικόνα της δομής ινών . (c) φάσμα απώλειας που μετρήθηκε χρησιμοποιώντας τη μέθοδο περικοπής, η σκιασμένη περιοχή αντιπροσωπεύει την αβεβαιότητα μέτρησης (πορτοκαλί, αριστερό άξονα) και την υπολογισμένη καμπύλη διασποράς (μπλε, άξονα δεξιού) {}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. Hollow-core PCF .} (E) χρησιμοποιώντας υλικά 30 mm ZnSE και 5 mm GE, μια έξοδος παλμού με ένα πλάτος παλμού περιορισμένου μετασχηματισμού 98 Fs .}
Σχήμα 2. Σύγκριση διαφορετικών τρόπων μετάδοσης . (α) κανονικοποιημένο φάσμα απορρόφησης του υδρατμού . (b) Direct Laser output (γκρι) και φάσμα μετάδοσης στην χωρική οπτική διαδρομή (μοβ), φάσμα κιβωτίου ταχυτήτων του Hollow-core στον αέρα (πράσινο) (κόκκινο) . Η δεξιά πλευρά δείχνει το διευρυμένο φάσμα στην περιοχή του 2.7-2.8 μm . (c) raman soliton Generation σε μια ίνα φθοριούχου στερεού πυρήνα . Το φάσμα FTIRRUM είναι το αριστερό και το autocorrelation actrace είναι το δεξί.}
