Nuo tikslaus apdirbimo iki pažangios mikroskopijos, aukštesnės - galios paklausa, ultrafast lazeriai ir toliau auga. Tradiciškai tyrėjai, norėdami sukurti šiuos lazerius, rėmėsi pavieniais - režimo pluoštais, tačiau jie susiduria su esmine fizine energijos išvesties kiekiu. Norėdami peržvelgti šią kliūtį, mes kreipėmės į multimode pluoštus, kurie gali turėti daugybę šviesos režimų - iš esmės skirtingų šviesos formų - vienu metu - technika, vadinama spatiotemporaliniu režimu - fiksavimu (STML).
Tačiau reikšmingas iššūkis buvo pritraukti šiuos skirtingus režimus harmonijoje. Naujausiame mūsų tyrime, paskelbtameOptikos raidės, Mes sukūrėme naują techniką, leidžiančią tiksliai ir savarankiškai valdyti kiekvieną iš šių skersinių režimų, sukeliančių dramatišką lazerio galios ir universalumo padidėjimą.
Pagrindinė problema, su kuria susidūrėme, yra žinoma kaip tarpmodalinė dispersija. Multimode pluošte skirtingi šviesos režimai keliauja šiek tiek skirtingu greičiu. Dėl šio greičio neatitikimo lazerio impulsai pasiskirsto ir atsiskiria laiku ir erdvėje, neleidžiant susidaryti stabiliai, aukštai - galios impulsams. Ankstesniuose STML metoduose paprastai buvo naudojamas metodas, vadinamas erdviniu filtravimu, siekiant kompensuoti šią dispersiją, tačiau šis metodas riboja režimų, kuriuos galima užfiksuoti kartu, skaičių, taip užrišdamas galimą galios sustiprinimą.
Norėdami tai išspręsti, mes pasiūlėme skersinius režimų padalijimo valdymo techniką. Mūsų požiūris yra paprastas: mes naudojame įrenginį, vadinamą multiplekseriu/demultiplekseriu (MUX/Demux), kad atskirtų sumaišytą pluoštą multimode pluošto viduje į atskirus kanalus, po vieną kiekvienam režimu. Atskyrę mes galime valdyti dispersiją (ty, kelionių vėlavimą) kiekvienam režimui savarankiškai, pridėdami tikslų kompensavimo pluošto ilgį kiekvienam kanalui.
Optimizavę kiekvieną režimą, mes juos su multiplekseriu sudedame į vieną, galingą ir darnų pluoštą. Šis metodas teoriškai leidžia mums užrakinti bet kokį režimų skaičių, maksimaliai padidinti pluošto energijos potencialą.
Savo techniką įdiegėme figūroje - aštuoni, yb - doped, visi - pluoštas, spatioTemporal, režimas - užrakintas laseris. Eksperimentiniai rezultatai buvo labai viltingi. Tuo pačiu metu užrakindami keturis skersinius režimus (LP01, LP11, LP21 ir LP02), mes pasiekėme dispersinius solitono impulsus su 15 NJ energijos, kai pasikartojimo greitis buvo 14,49 MHz.
Svarbiausia, kad mes parodėme, kad išvesties galios skalės su dalyvaujančių režimų skaičiumi. Kai vienu metu buvo užrakinti keturi režimai, lazerio nuolydžio efektyvumas - matas, kaip efektyviai jis konvertuoja siurblio galią į išvesties galią -, pasiekė 7,9%, o tai yra daugiau nei dvigubai daugiau nei dvigubai daugiau nei 3,79% vienkartinio - režimo veikimo efektyvumas.
Be to, mūsų technika siūlo precedento neturintį pluoštą - formavimo galimybes. Dinamiškai pasirinkdami režimų, dalyvaujančių režime - fiksavimą, derinį, mes sėkmingai sukūrėme kvazi - plokščią - viršutinį pluoštą su vienodo intensyvumo profiliu. Šis specializuotas pluoštas pasiekė vidutinę 150 MW galios galią, o viena pulso energija buvo 10,4 NJ, kai siurblio galia yra 3 W. Mūsų lazeris taip pat pademonstravo puikų ilgą - termino stabilumą, kurio minimalus centras -} dažnio dreifuoja po 12 valandų nuolatinio operacijos.
Apibendrinant, mes sukūrėme ir eksperimentiškai patvirtinome naują valdymo metodą, kuris įveikia pagrindinę galią - mastelio keitimo kliūtį STML pluošto lazeriuose. Nepriklausomai kontroliuodami kiekvieno skersinio režimo dispersiją, mūsų schema suteikia perspektyvų kelią sinchronizuoti bet kokį režimų skaičių ir maksimaliai padidinti energijos ištraukimą.
Mes tikime, kad ši universali daugialypės - režimo „Spatiotemporal Dynamics Control“ sistema atveria kelią naujos kartos ypačrių šviesos šaltiniams, perspektyviai paveikti tikslaus gamybos, netiesinės mikroskopijos ir atosekundės mokslo pritaikymą.
Ši istorija yra „Science X“ dialogo dalis, kurioje tyrėjai gali pranešti apie savo paskelbtų tyrimų straipsnių išvadas. Apsilankykite šiame puslapyje, kad gautumėte informacijos apie „Science X“ dialogo langą ir kaip dalyvauti.
