Recentment, el Russell Center for Advanced Lightwave Science of Hangzhou Institute of Optics and Fine Mechanics, l’Institut de les Ciències de les Nacions Unides de les Nacions Unides Hangzhou per a Estudis Avançats, l’Institut Xangai d’Optics i Mecànics de Precisió de l’Acadèmia de Ciències de les Xineses i Ifibo (Ningbo) Optoelectrònica Optoelectrònica Co ., Ltd {1. publicada en la darrera investigació que va publicar el resultat en la darrera investigació que va publicar el resultat en la darrera investigació que va publicar el resultat en el resultat de la darrera investigació a la darrera investigació a la darrera investigació que va publicar la darrera investigació a la darrera investigació. La revista òptica internacional "Optica", i per primera vegada, va aconseguir la transmissió flexible de gran eficiència, alta fidelitat i alta puresa d'un sol mode de pols de pols a prop de Watt, centenars de femtosegons, 2 . banda de 8 μm d'infraroig mitjà en fibra de cristalls fotònics de cor fora de cor (PCF de nucli buit). Aquest resultat no només proporciona una solució eficaç a les mancances dels polsos ultrafastos de la transmissió Infraroig Mitjà, sinó que també estableix les bases per a l'expansió de les aplicacions làser d'infraroig mitjà
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%.
Els experimentadors també van comparar l’esquema de transmissió amb la ruta òptica espacial de la mateixa longitud i la fibra de fluorur de nucli sòlid . Els resultats mostren que durant la transmissió de polsos ultrafastos en fibres de fluorur sòlids, l’efecte no lineal és massa fort, donant lloc a la divisió del domini del temps i a un escenari de fluor de sòlids, que verifica els avantatges únics del cant-cante-core-core-core-core-core-core-choric fotònic de canters, que verifica els avantatges únics-cors-cors-cors-canters que es produeix el fotòdic-cant dels avantatges únics al còlic. Fibres de cristall en la transmissió de polsos ultrafastos d'infrarojos de gran potència mitjana . L'experiment va aconseguir una bona base per a l'aplicació de la banda infrarta i la tecnologia de transmissió flexible de làser, posant un bon fonament per a l'aplicació de les fonts de llum ultrafàstiques de la banda interfrar Sensing .
Els resultats rellevants de la investigació es van publicar a The Top Journal of Lasers i Optoelectronics, Optice, amb el títol "Fibra flexible de banda ampla, 100 fs-infrarojos de la banda de la banda d'absorció d'aigua mitjançant cristalls de cristall de corba buida La tecnologia, i Li Zeqing, estudiant de doctorat de l’Institut d’Optics i Mecànics Físsims de Xangai, són els autors co-primers, i Huang Jiapeng, Jiang Xin i Pang Meng del Russell Center són els autors co-corresponents .
Figura 1. Configuració i resultats experimentals . (a) Lent òptica experimental ., lent CAF2 Plano-convex recobert; HWP, placa de mitja onada; QWP, placa d’ona de quarts; Fm, mirall de dobla; FTIR, Fourier Transform Infrared Spectròmetre; AC, Autocorrelator . (b) Imatge SEM de l'estructura de fibra . (c) Espectre de pèrdua mesurada mitjançant el mètode de truncació, l'àrea ombrejada representa la incertesa de mesura (taronja, eix esquerre) i la corba de dispersió calculada (eix blau, dret) {. (d) PCF de nucli buit . (e) Amb materials GE de 30 mm ZNSE i 5 mm, es va aconseguir una sortida de pols amb una amplada de pols limitada a gairebé transformació de 98 fs .
Figura 2. Comparació de diferents modes de transmissió . (a) Espectre d'absorció normalitzada de vapor d'aigua . (b) Sortida làser directa (Gray) i espectre de transmissió en la ruta òptica espacial (morat), espectacle de transmissió de PCF de nucli buit en aire (verd) i espectre de transmissió de PCF en buit en vacu) (vermell) . El costat dret mostra l'espectre ampliat de la gamma de 2.7-2.8 μm . (c) La generació de solitons Raman en una fibra de fluorur de nucli sòlid . L'espectre FTIR es troba a l'esquerra i el traç de fluorur de nucli sòlid
