Kürzlich hat das Professoren -Team LV Zhiwei und Bai Zhenxu von der Hebei University of Technology in Zusammenarbeit mit Professor Richard Mildren von der Macquarie University in Australien und Professor Takasge Omatsu von der Chiba University in Japan erfolgreich die direkte Ausgabe von Raman -Vortex -Licht mit einer großen Wellenlänge in einer Diamant -Oscillatorin erreicht. Dieses bahnbrechende Forschungsergebnis wurde kürzlich als Cover -Artikel in der autoritativen Journal ACS Photonics im Bereich der Optik veröffentlicht.
Diamond mit seinem breiten spektralen Übertragungsbereich und hervorragenden thermophysikalischen Eigenschaften zeigt einzigartige Vorteile und ein großes Potenzial bei der Erweiterung der Wellenlänge des Wirbellichts. Das Team kombinierte innovativ die einfache und effiziente Methode zur Erzeugung der Wirbelgenerierung intrakavitisch-Off-Axis-Pumpen, wobei der herkömmliche Oszillator für externe Hohlraum-Doppel-Mirror-Diamant-Raman-Oszillator mit 1 & mgr; m als Pumpenlichtquelle verwendet wurde. Durch die genaue Kontrolle des Off-Axis-Winkels des Resonanz-Hohlraumausgangsspiegels wurden 1,2 μM und 1,5 μM Raman-Laser-Ausgänge in der Diamant-Raman-Oszillatoren erster Ordnung erster und hochwertiger Strahlbalkenbalken-Basismodus, Hermit-Gaus-Modus (HG) -Modus (HG) -Modus und Laguer-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Gaus-Modus erhalten.
Raman-Wirbelstrahl erster Ordnung
Im Diamant-Raman-Konvertierungsexperiment erster Ordnung verwendete das Forschungsteam einen Ausgangsspiegel mit einer Übertragung von weniger als 0. Durch die präzise Steuerung des Drehwinkels des Ausgangsspiegels in verschiedenen Richtungen erhalten sie erfolgreich 1,2 μm Laserausgang in mehreren Modi, wie in Abbildung 1 (a) gezeigt. Unter ihnen zeigt der Laserausgang, wenn sich die Resonanzhöhle in einem kollimierten Zustand befindet, einen Gaußschen Basismodus. Wenn sich der Ausgangsspiegel in den horizontalen und vertikalen Ebenenanweisungen aus der Achse dreht, werden HG1, {{1 0}} und Hg0,1-Modusausgänge generiert; Wenn sich der Ausgangsspiegel entlang einer 45 -Grad -diagonalen Richtung dreht, wird ein LG -Modusausgang mit einer hohlen Intensitätsverteilung erhalten. Darüber hinaus wird durch interferometrische Messung des LG -Modusstrahls (wie in Abbildung 2 (b) gezeigt) bestätigt, dass er eine Spiralphasenverteilung aufweist, was darauf hinweist, dass es sich um einen Wirbelstrahl handelt. Die entsprechenden spektralen Eigenschaften sind in Abbildung 2 (c) dargestellt. Bei maximaler Pumpenleistung erreichte das Experiment einen Laserausgang von 65,5 W Gaußschen Modus und 42,2 W der LG -Modusausgabe, wobei entsprechende Umwandlungswirkungsgrade 23,8% bzw. 15,3%.
Abbildung 1. Raman-Wirbelbeleuchtungsergebnisse erster Ordnung: (a) Stokes-Ausgangsmodus erster Ordnung an verschiedenen Ausgangsspiegel-Off-Achs-Winkeln (b) LG-Modus-Interferenzergebnis (C) Stokes Ausgangspektrum erster Ordnung aus dem ersten Ordnung
Raman-Wirbelstrahl zweiter Ordnung
Um den Arbeitswellenlängenbereich von Raman-Wirbellicht weiter zu erweitern, verwendete das Forschungsteam die gleiche Off-Axis-Kontrollmethode im Diamond-Raman-Oszillator zweiter Ordnung und erhielt erfolgreich 1,5 μm Laserausgang in verschiedenen Modi. Die experimentellen Ergebnisse sind in gezeigt
Abbildung 2. Bei der maximalen Pumpenleistung wurden 119,4 W der Ausgabe des Gaußschen Modus und 22,2 W des Stokes-Ausgangs zweiter Ordnung im LG-Modus erreicht, wodurch die Wirksamkeit und Skalierbarkeit dieser Methode bei Raman-Umwandlungen hoher Ordnung weiter überprüft wurde.
Abbildung 2. Raman Wirbelbeleuchtungsergebnisse zweiter Ordnung: (a) Stokes Ausgangsmodus zweiter Ordnung an verschiedenen Ausgangsspiegel-Off-Achs-Winkeln (b) Stokes-Ausgangsspektrum zweiter Ordnung und die entsprechenden LG-Modus-Interferenzergebnisse
Zusammenfassung und Ausblick
Als eine neue Art von optischer Kristall mit ausgezeichneter Leistung hat Diamond aufgrund seines breiten spektralen Übertragungsbereichs und der hervorragenden thermischen Eigenschaften eine weit verbreitete Aufmerksamkeit erhalten und in den letzten Jahren eine schnelle Entwicklung erreicht. Das Team der Hebei University of Technology kombinierte innovativ eine einfache Off-Axis-Pump-Methode mit einem traditionellen Diamant-Raman-Oszillator für externe Hohlraum und realisierte erstmals den direkten Ausgang von 1,2 & mgr; m und 1,5 μm Diamond-Wirbelleuchten in den Oszillierern erster Ordnung und Cascade-Diamant-Raman-Oszillierer. Diese Untersuchung zeigt nicht nur die einzigartigen Vorteile von Diamond bei der Erweiterung der Wellenlänge von Wirbellicht, sondern erweitert auch die Anwendungsgrenzen der Diamond-Lasertechnologie weiter und bietet neue Ideen und technische Unterstützung für die effiziente Generation von Wirbellicht mit hohem Leistungs mit mehreren Wellenlängen.
