Fuentes ultrarrápidas de infrarrojo medio de alta potencia de 2 a 5 μm basadas en una fuente de longitud de onda dual - Parte 5

3 Generación de frecuencias diferenciales de fuentes de luz ultrarrápidas de infrarrojo medio de alta potencia

3.1 Láser de fibra ultrarrápido de doble longitud de onda sintonizable de alta potencia

Fig. 4. Diagrama experimental de un láser de fibra ultrafina de doble longitud de onda (1,55 μm/1 μm) sintonizable de alta potencia.

Basado en el esquema experimental de generación de frecuencia de diferencia.utilizando cristal PPLN (www.wisoptic.com)Como se muestra en la Figura 1, construimos un ultrafas de doble longitud de onda sintonizable de alta potencia.tDispositivo láser de fibra (Figura 4). Los dos pulsos se originan en la misma fuente de semillas de láser de fibra dopada con Erbium para evitar diferencias de frecuencia de repetición y garantizar un cambio de fase de portador de portador cero después de la generación de frecuencia de diferencia. La fuente de semillas de láser de fibra dopada con erbio se basa en una estructura de cavidad del anillo y utiliza un absorbedor saturable de semiconductores para el bloqueo del modo. El láser opera en un estado bloqueado por modo solitón administrado por dispersión, que genera pulsos de ultrashort con una longitud de onda central de 1556 nm y un ancho espectral de 22 nm. Los pulsos tienen una tasa de repetición de 33.3 MHz y una potencia promedio de 1.1 MW. Después de la amplificación no lineal dopada con Erbium, los pulsos se dividen en dos rutas por un acoplador de fibra. Una ruta se somete a la amplificación no lineal dopada con erbio y la compresión de fibra para aumentar la potencia máxima, y ​​el espectro se amplía a 1.03 μm usando una fibra altamente no lineal (HNLF). El principio de ampliación espectral no lineal es el siguiente: después de un pulso de femtosegundos de alta potencia de 1,55 μm, ingresa a la fibra óptica, se ve afectado por la dispersión y varios efectos no lineales (principalmente modulación de la fase auto-fase), lo que hace que el espectro se amplíe drásticamente a 1.2-2.1 μm. Durante el HNLF posterior, la forma general del espectro se estabiliza, formando una onda dispersiva resonante en la región de 1000-1200 nm. La porción de longitud de onda corta de esta onda dispersiva (1000-1100 nm) resuena y mejora debido a la coincidencia de fase. La porción de longitud de onda larga de la onda dispersiva (1100-1200 nm) continúa atenuándose durante la transmisión de fibra debido a la coincidencia no fasosa, formando un pico espectral a 1050 nm. Luego, el pulso sufre amplificación de fibra de fibra de fibra, preamplificación de fibra única, amplificación principal de doble paso de fibra fotónica de tipo varilla y compresión de pares de rejillas, aumentando su potencia promedio a 31.5W, correspondiente a una energía de pulso de 0.95 μJ. El espectro de pulso de salida y la curva de autocorrelación se muestran en la Figura 5 (a, como se muestra en la Figura 5 (b), el espectro tiene una longitud de onda central de 1030 nm y un ancho completo a medio máximo de 8.7 nm. La curva de autocorrelación de pulso que a una potencia máxima de 3.65 MW.

Fig. 5. Espectros de salida y curvas de autocorrelación de pulsos de CPA dopados con iterbio y erbio.