Recentment, l’equip de professors LV Zhiwei i Bai Zhenxu de la Universitat de Tecnologia Hebei, en col·laboració amb el professor Richard Mildren de la Universitat Macquarie a Austràlia i el professor Takashige Omatsu de la Universitat Chiba del Japó, va aconseguir amb èxit la producció directa de Raman Vortex Light amb una gran extensió de longitud d’ona en un oscil·lador de diamants Raman Laser. Aquest resultat de la investigació innovadora es va publicar recentment com a article de portada a la revista autoritària ACS Photonics en el camp de l’òptica.
El diamant, amb la seva àmplia gamma de transmissió espectral i excel·lents propietats termofísiques, mostra avantatges únics i un gran potencial per ampliar la longitud d’ona de la llum del vòrtex. L’equip va combinar de manera innovadora el mètode de generació de llum de vòrtex de vòrtex intracavitat simple i eficaç: bombament fora d’eix, amb l’oscil·lador de diamants de Diamant Diamond Diamond de doble mirall de cavitat tradicional, utilitzant 1 μm làser com a font de llum de la bomba. Controlant precisament l’angle fora de l’eix del mirall de sortida de la cavitat ressonant, es van obtenir 1,2 μm i 1,5 μm de làser Raman en el primer ordre i el control de feixos d’alta qualitat del mode base gaussia aconseguit.
Feix de vòrtex Raman de primer ordre
En l'experiment de conversió de Diamond Raman de primer ordre, l'equip de recerca va utilitzar un mirall de sortida amb una transmitància inferior a 0. Controlant amb precisió l’angle de rotació del mirall de sortida en diferents direccions, van obtenir amb èxit la sortida làser de 1,2 μm en diversos modes, tal com es mostra a la figura 1 (a). Entre ells, quan la cavitat ressonant es troba en un estat col·limat, la sortida làser presenta un mode base gaussià; Quan el mirall de sortida gira fora de l'eix en les direccions del pla horitzontal i vertical, es generen les sortides del mode HG1, {{1 0} i del mode HG0,1; Quan el mirall de sortida gira al llarg d'una direcció en diagonal de 45 graus, s'obté una sortida del mode LG amb una distribució d'intensitat buida. A més, mitjançant la mesura interferomètrica del feix del mode LG (com es mostra a la figura 2 (b)), es confirma que té una distribució en fase espiral, cosa que indica que es tracta d’un feix de vòrtex. Les característiques espectrals corresponents es mostren a la figura 2 (c). A la potència màxima de la bomba, l'experiment va aconseguir 65,5 W de sortida làser en mode gaussià i 42,2 W de sortida del mode LG, amb una eficiència de conversió corresponent del 23,8% i el 15,3%, respectivament.
Figura 1. Resultats de llum de vòrtex Raman de primer ordre: (a) Mode de sortida de Stokes de primer ordre a diferents angles de mirall de sortida (b) Resultat de la interferència del mode LG
Feix de vòrtex Raman de segon ordre
Per ampliar encara més el rang de longitud d’ona de treball de la llum de Vortex Raman, l’equip de recerca va utilitzar el mateix mètode de control fora de l’eix a l’oscil·lador de Diamond Raman de segon ordre i va obtenir amb èxit la sortida làser d’1,5 μm en diferents modes. Els resultats experimentals es mostren a
Figura 2. A la potència màxima de la bomba, es van aconseguir 119,4 W de sortida del mode gaussià i 22,2 W de la sortida de Stokes de segon ordre LG, verificant encara més l'efectivitat i l'escalabilitat d'aquest mètode en la conversió de Raman d'alt ordre.
Figura.
Resum i Outlook
Com a nou tipus de cristall òptic amb un excel·lent rendiment, Diamond ha rebut una atenció generalitzada i ha aconseguit un desenvolupament ràpid en els darrers anys a causa del seu ampli rang de transmissió espectral i excel·lents propietats tèrmiques. L’equip de la Universitat de Tecnologia Hebei va combinar de manera innovadora un simple mètode de bombament fora d’eix amb un oscil·lador de vòrtex de diamants de cavitat externa tradicional i, per primera vegada, es va adonar de la sortida directa d’1,2 μm i 1,5 μm de vòrtex de diamant en el primer ordre i en cascada de diamant raman oscil·ladors. Aquesta investigació no només demostra els avantatges únics del diamant per ampliar la longitud d’ona de la llum del vòrtex, sinó que també amplia encara més els límits d’aplicació de la tecnologia làser de diamants, proporcionant noves idees i suport tècnic per a la generació eficient de la llum de vòrtex de gran potència.
