uma, Evolução do pulso do laser de fibra de modo bloqueado de 635 nm. O pulso de modo bloqueado estável é construído na cavidade com o aumento do número de viagens de ida e volta. b, A evolução espectral correspondente. Conforme o número de viagens de ida e volta aumenta, o espectro óptico se torna mais estreito, e a tendência de variação da largura de banda espectral é oposta à da duração do pulso. c, Perfis temporais de pulso (sólidos) e os chilros de frequência correspondentes (pontilhados). d, Espectros ópticos do laser de fibra de modo bloqueado de 635 nm (inserção:espectros em uma escala linear). Os espectros exibem uma largura de banda espectral ultrafina (<0,1 nm) em torno de 635 nm e um perfil triangular com bordas íngremes na escala logarítmica. Crédito:por Jinhai Zou, Chuchu Dong, Hongjian Wang, Tuanjie Du, e Zhengqian Luo
Lasers de fibra de modo bloqueado gerando pulsos ultracurtos com as vantagens de robustez, compacidade e excelente qualidade de feixe são de grande interesse em aplicações como processamento de materiais a laser, Medicina, medição de precisão, fotônica biológica, espectroscopia ultra-rápida, comunicação óptica e pesquisa científica. Nas décadas recentes, lasers de fibra ultrarrápida de modo bloqueado operando nas regiões espectrais do infravermelho próximo e infravermelho médio foram bem desenvolvidos, mas fontes de laser ultrarrápido na região espectral visível (380-760 nm) ainda dependem fortemente de Ti:oscilador travado em modo safira e sistemas de amplificação paramétrica óptica (ou duplicação de frequência de lasers ultrarrápidos infravermelhos próximos), sofrendo de uma grande pegada e um custo extremamente alto. Os pesquisadores desejam uma solução alternativa de laser visível ultrarrápida que seja compacta, baixo custo, amigável e livre de manutenção. O bloqueio de modo passivo em formato totalmente de fibra pode satisfazer todas essas demandas, e portanto, há uma forte motivação de pesquisa para desenvolver lasers de fibra de modo bloqueado passivamente na região visível.
Em um novo artigo publicado em Ciência leve e aplicações , Zhengqian Luo e colegas do Departamento de Engenharia Eletrônica, Universidade de Xiamen, A China demonstrou um laser totalmente em fibra de modo passivo de comprimento de onda visível. Resolvendo a equação de Ginzburg-Landau, eles descobriram que o mecanismo de ressonância de soliton dissipativo pode ser aplicado para estabelecer pulsos estáveis de modo de luz visível em uma grande cavidade de fibra de dispersão normal. Com base nos resultados numéricos, eles ainda realizaram experimentalmente um laser travado em modo passivamente de comprimento de onda visível totalmente em fibra. O laser gera pulsos de luz de picossegundos a 635 nm e representa um passo essencial em direção aos lasers de fibra ultrarrápida miniaturizados na faixa de luz visível. O trabalho relatado estabelece as bases para dispositivos fotônicos para uso em aplicações como comunicações de luz visível, processamento de material a laser, pente de frequência de laser de femtossegundo, e pesquisa científica.
O laser de modo bloqueado de 635 nm com uma cavidade em forma de oito totalmente em fibra usa uma fibra ZBLAN codopada Pr / Yb como meio de ganho visível e um espelho de loop de amplificação não linear como o elemento de bloqueio de modo. Esses cientistas resumem o trabalho de pesquisa em inovação da seguinte forma:
uma, Configuração experimental do laser de fibra de modo bloqueado de 635 nm. b, Espectro óptico do laser de fibra de modo bloqueado sob uma potência de bomba de 93 mW. c, Trens de pulso típicos do laser de fibra de modo bloqueado. d, Envelope de pulso único sob uma potência de bomba de 93 mW (inserção:envelope de pulso único sob uma potência de bomba de 68 mW). e, Espectro de RF do laser de fibra de modo bloqueado sob uma potência de bomba de 93 mW (inserção:espectro de RF de banda larga (intervalo de 100 MHz)) Crédito:por Jinhai Zou, Chuchu Dong, Hongjian Wang, Tuanjie Du, e Zhengqian Luo
"Nós demonstramos numericamente e experimentalmente um laser travado em modo passivo de 635 nm totalmente em fibra pela primeira vez. Primeiro, resolvendo a equação de Ginzburg-Landau usando o método de Fourier de split-step padrão, a formação e evolução de pulsos de modo bloqueado de 635 nm foram previstas e analisadas. Então, com base em nossos resultados numéricos, demonstramos ainda experimentalmente a geração estável de pulsos de modo bloqueado passivamente de 635 nm com uma duração de picossegundo ajustável, uma relação sinal-ruído de radiofrequência de 67 dB e uma largura de banda espectral estreita de <0,1 nm. Além disso, também obtivemos operação de pulso semelhante a ruído de 635 nm com uma duração de pulso ajustável de 590 a 1434 ps e um amplo (> 1 nm) e espectro óptico modulado. "
"A técnica e o método apresentados podem ser usados para a geração de outros lasers de fibra ultrarrápida de comprimento de onda visível. É um passo essencial para lasers de fibra ultrarrápida miniaturizados na faixa de luz visível. Esta descoberta lançará as bases para uso de lasers de fibra ultrarrápida visível em aplicações como comunicações ópticas, biomedicina, processamento de materiais, microimagem, pente de frequência de laser de femtossegundo, geração ultravioleta ultravioleta diretamente por duplicação de frequência e pesquisa científica, "os cientistas previram.
