Nedávno tým profesorů LV Zhiwei a Bai Zhenxu z Hebei University of Technology ve spolupráci s profesorem Mildrensem z Macquarie University v Austrálii a profesorem Takashige Omatsu z Chiba University v Japonsku úspěšně dosáhl přímé produkce Ramana Vortex Světlo s velkým prodloužením wavenged v diamantovém laseru. Tento výsledek průlomového výzkumu byl nedávno publikován jako titulní článek v autoritativním časopise ACS Photonics v oblasti optiky.
Diamond se širokým spektrálním přenosovým rozsahem a vynikajícími termofyzikálními vlastnostmi vykazuje jedinečné výhody a velký potenciál při rozšíření vlnové délky vírového světla. Tým inovativně kombinoval jednoduchou a efektivní metodu tvorby světelného světla intracavity-čerpání mimo osu, s tradičním vnější dutinou dvojitý mirrorský vlna diamantový ramanský oscilátor pomocí 1 um laseru jako zdroje čerpadla. Přesným ovládáním úhlu mimo osy rezonančního výstupního zrcátka, 1,2 μm a 1,5 μm Ramanovy laserové výstupy byly získány v režimu prvního řádu a diamantového Ramana Ramana, respektive a vysoce kvalitní paprskový režim, který byl úspěšný.
Vortex paprsek prvního řádu
V experimentu s přeměnou diamantového Ramana prvního řádu použil výzkumný tým výstupní zrcátko s propustností menší než 0. 5% na Ramanově vlnové délce prvního řádu a postavil kvazi-kontrolní rezonanční dutinovou strukturu. Přesně ovládáním úhlu rotace výstupního zrcadla v různých směrech úspěšně získali 1,2 μm laserového výstupu ve více režimech, jak je znázorněno na obrázku 1 (a). Mezi nimi, když je rezonanční dutina v kolimovaném stavu, laserový výstup představuje gaussovský základní režim; Když se výstupní zrcadlo otáčí mimo osu ve vodorovných a vertikálních rovinách, HG1, {{1 0} a jsou generovány výstupy režimu HG0,1; Když se výstupní zrcadlo otáčí podél diagonálního směru 45 stupňů, získá se výstup režimu LG s distribucí intenzity duté. Dále, interferometrickým měřením paprsku režimu LG (jak je znázorněno na obrázku 2 (b)), je potvrzeno, že má distribuci spirálové fáze, což naznačuje, že se jedná o vírový paprsek. Odpovídající spektrální charakteristiky jsou uvedeny na obrázku 2 (c). Při maximálním výkonu čerpadla dosáhl experiment 65,5 W laserového výstupu Gaussiana a 42,2 W výstupu LG režimu, s odpovídající účinností přeměny 23,8%, respektive 15,3%.
Obrázek 1. Výsledky světelného světla prvního řádu: a) Výstupní režim prvního řádu Stokes v různých výstupních zrcadlech off-osy Angles (b) Výsledek interference LG (C) Stokes výstupní spektrum prvního řádu Stokes Stokes Stokes
Ramanův vírový paprsek druhého řádu
Aby se dále rozšířil rozsah vlnové délky Ramanového vírového světla, výzkumný tým použil stejnou metodu kontroly off-osy v diamantovém oscilátoru druhého řádu a úspěšně získal 1,5 μm laserového výkonu v různých režimech. Experimentální výsledky jsou uvedeny v
Obrázek 2. Při maximálním výkonu čerpadla bylo dosaženo 119,4 W Gaussova režimu a 22,2 W výstupu druhého řádu LG druhého řádu, což dále ověřuje účinnost a škálovatelnost této metody při přeměně Ramanu s vysokým řádem.
Obrázek 2. Výsledky světla víru druhého řádu Ramana: (a) Výstupní režim druhého řádu Stokes v různých výstupních zrcadlech mimo osu (b) Výstupní spektrum druhého řádu Stokes a odpovídající výsledky interferenčního režimu LG Mode Interference
Shrnutí a výhled
Jako nový typ optického krystalu s vynikajícím výkonem získal Diamond rozsáhlou pozornost a v posledních letech dosáhl rychlého vývoje díky širokému rozsahu přenosu spektra a vynikající tepelné vlastnosti. Tým Hebei University of Technology inovativně kombinoval jednoduchou metodu čerpání mimo osu s tradičním diamantovým oscilátorem v externích dutinách a poprvé si uvědomil přímý výstup 1,2 μm a 1,5 um diamantového vířivého světla v oscilátoru prvního řádu a kaskádovým diamantem. Tento výzkum nejen demonstruje jedinečné výhody diamantu při prodloužení vlnové délky vírového světla, ale také dále rozšiřuje aplikační hranice diamantové laserové technologie a poskytuje nové nápady a technickou podporu pro efektivní generování vysoce výkonného vířivého světla.
