Nesen profesoru LV Zhiwei un Bai Zhenxu komanda no Hebei Tehnoloģiju universitātes sadarbībā ar profesoru Ričardu Mildreniem no Macquarie universitātes Austrālijā un profesoru Takashige Omatsu no Čibas universitātes Japānā, veiksmīgi sasniedza Raman Vortex gaismas tiešo izlaidumu ar lielu Wavel garuma paplašinājumu Diamond Raman Laser oscillator. Šis izrāviena pētījumu rezultāts nesen tika publicēts kā vāka raksts autoritatīvajā žurnālā ACS Photonics optikas jomā.
Dimants ar plašo spektrālās transmisijas diapazonu un lieliskajām termofizikālajām īpašībām ir unikālas priekšrocības un liels potenciāls, paplašinot virpuļa gaismas viļņa garumu. Komanda novatoriski apvienoja vienkāršo un efektīvo intrakavitācijas virpuļa gaismas ģenerēšanas metodi-sūknēšanu ārpus ass, ar tradicionālo ārējo dobumu divkāršā spirta stāvošā viļņa dimanta Ramana oscilatoru, kā sūkņa gaismas avotu, izmantojot 1 μM lāzeru. Precīzi kontrolējot rezonanses dobuma izejas spoguļa ārpus ass leņķi, pirmās kārtas un otrās kārtas dimanta Ramana osanas osanas oscilatori tika iegūti 1,2 μm un 1,5 μm Ramana lāzera izejas, un augstas kvalitātes staru vadība Gausa-gausian-gaussian (lg) (hg) un laguerre-gausišas (lg).
Pirmās kārtas Ramana virpuļplūsma
Pirmās kārtas Diamond Raman pārveidošanas eksperimentā pētījumu grupa izmantoja izejas spoguli ar caurlaidību, kas mazāka par 0. 5% pirmās kārtas Ramana viļņa garumā un izveidoja kvazi-orcentrisku rezonanses dobuma struktūru. Precīzi kontrolējot izejas spoguļa rotācijas leņķi dažādos virzienos, viņi veiksmīgi ieguva 1,2 μm lāzera izvadi vairākos režīmos, kā parādīts 1. attēlā (a). Starp tiem, kad rezonanses dobums atrodas kolimētā stāvoklī, lāzera izeja ir Gausa bāzes režīms; Kad izejas spogulis griežas ārpus ass horizontālajā un vertikālajā plaknes virzienos, Hg1, {{1 0}} un Hg0,1 režīma izejas tiek ģenerētas; Kad izejas spogulis griežas pa 45 grādu diagonāli, iegūst LG režīma izvadi ar dobu intensitātes sadalījumu. Turklāt, izmantojot LG režīma stara interferometriskos mērījumus (kā parādīts 2. attēlā (b)), tiek apstiprināts, ka tam ir spirāles fāzes sadalījums, norādot, ka tas ir virpuļplūsma. Atbilstošie spektrālie raksturlielumi ir parādīti 2. attēlā (c). Pēc maksimālās sūkņa jaudas eksperiments sasniedza 65,5 W gausa režīma lāzera izvadi un 42,2 W LG režīma izvadi, attiecīgi attiecīgi konvertācijas efektivitāte ir 23,8% un 15,3%.
1. attēls. Pirmās kārtas Ramana virpuļa gaismas rezultāti: (a) Pirmās kārtas stokes izejas režīms pie dažādiem izejas spoguļa leņķiem (b) LG režīma traucējumu rezultāts (c) Pirmās kārtas stokes izejas spektrs
Otrās kārtas Ramana virpuļplūsma
Lai vēl vairāk paplašinātu Ramana virpuļa gaismas darba viļņu garuma diapazonu, pētījumu grupa otrās kārtas dimanta Ramana oscilatorā izmantoja to pašu ārpus ass kontroles metodi un veiksmīgi ieguva 1,5 μm lāzera izvadi dažādos režīmos. Eksperimentālie rezultāti ir parādīti
2. attēls. Tika sasniegta maksimālā sūkņa jauda, 119,4 W no Gausa režīma izvades un 22,2 W LG režīma otrās kārtas Stokes izvade, vēl vairāk pārbaudot šīs metodes efektivitāti un mērogojamību augstas pakāpes Ramana konvertācijā.
2. att.
Kopsavilkums un perspektīva
Kā jauns optiskā kristāla veids ar izcilu sniegumu, Diamond ir saņēmis plašu uzmanību un pēdējos gados ir sasniedzis strauju attīstību, pateicoties tā plašajam spektrālās pārraides diapazonam un lieliskajām termiskajām īpašībām. Hebei Tehnoloģiju universitātes komanda novatoriski apvienoja vienkāršu ārpus ass sūknēšanas metodi ar tradicionālu ārējā dimanta Ramana oscilatoru un pirmo reizi realizēja tiešo izvadi 1,2 μm un 1,5 μm dimanta virpuļa gaismu pirmās kārtas un kaskādes dimanta Ramana oscilatoros. Šis pētījums ne tikai parāda dimanta unikālās priekšrocības, paplašinot virpuļa gaismas viļņa garumu, bet arī vēl vairāk paplašina dimanta lāzera tehnoloģijas lietojumprogrammu robežas, nodrošinot jaunas idejas un tehnisku atbalstu efektīvai lieljaudas, daudzviļņu garuma virpuļa gaismai.
