在基于AlF的Ho3+/Pr3+联合化纤维激光器中,波长延伸超过3μm

科学领域:

• 激光物理和光子学.
• 化玻璃的材料科学.
• 光纤激光技术. 光纤激光技术.

背景情况:

• 中红外 (MIR) 激光器的开发对于各种应用至关重要,包括光谱学,医学诊断和自由空间通信.
• 以化物为基础的玻璃为MIR激光应用提供了优势,因为它们的低声波能和宽的传输窗口.
• 玻璃纤维中的Ho3+和Pr3+共是实现3μm区域激光发射的有希望的方法.

研究的目的:

• 为了证明连续波 (CW) 激光操作超出3微米使用新的Ho3+/Pr3+联合化AlF基于玻璃纤维.
• 为了研究在这些化玻璃纤维中制造的纤维布拉格格 (FBGs) 的性能,用于激光腔形成.
• 探索热处理对开发的光纤激光器的光热稳定性和输出功率的影响.

主要方法:

• 制造H3+/Pr3+联合合的基于AlF的玻璃纤维.
• 在3.009,3.036和3.064微米的共振波长的纤维布拉格格网 (FBGs) 的直接写入,使用的是 femtosecond (fs) 激光.
• 使用二合体镜 (DM) 和FBG构建激光腔.
• 用一个1.15微米激光源抽取光纤激光器.
• 在30分钟内以200°C的温度对FBG进行制造后热处理.

主要成果:

• 在Ho3+/Pr3+联合化AlF基玻璃纤维中实现了超出3μm的连续波激光操作.
• 在3.009微米时获得的最大不和输出功率为1.014W,整体激光效率为11.8%,半最大全宽 (FWHM) 带宽为0.88nm.
• 在FBG在3.036μm的热处理后,证明了增强的光热稳定性和增加的输出功率 (1081mW).
• 这项工作代表了使用FBG在Ho3+/Pr3+联合化AlF基础纤维中的3-3.1μm激光器的首次演示.

结论:

• 成功演示了新型CW光纤激光器,使用Ho3+/Pr3+联合化AlF基玻璃纤维运行超过3μm.
• 验证了fs激光编写FBG在这些化物玻璃纤维中创建激光腔的有效性.
• 展示了通过制造后热处理提高激光性能和稳定性的潜力,为实际的MIR激光源铺平了道路.