Ученые достигли стабильного теплового излучения средней области ИК спектра, используя гибридный газово-волоконный лазер.

Лазерные технологии Комментариев к записи Ученые достигли стабильного теплового излучения средней области ИК спектра, используя гибридный газово-волоконный лазер. нет

Бат, Великобритания, Март 4, 2016 — Гибридный газово-волоконный лазер может генерировать импульсное и непрерывное излучение в средней области ИК спектра на длине волны между 3.1 и 3.2 μm, именно эта область долгое время представляла сложную задачу для разработчиков лазерных систем.
Это достижение даст возможность развивать новые применения инфракрасных лазерных систем, которые в настоящий момент используются в спектроскопии, обследовании состояния окружающей среды и выявлении взрывчатых веществ. 

PIC_bath_2
 Экспериментальная схема лазерного излучателя. Составлена Hassan, et al./The Optical Society (OSA).

“На длине волны более 2.8 μm традиционные лазерные излучатели начинают терять мощность. А другая технология лазеров средней области инфракрасного спектра — технология квантово-каскадных лазеров — работает на длине волны начиная с 3.5 μm,” — замечает профессор Уильям Уэдсворт из Университета Бата. “Из-за этого остается пропуск, освоение которого долгое время представляло сложную задачу.” 
Ключом к успеху данного лазера была разработка командой кремниевого волокна с полой сердцевиной, которое показывает очень хорошие результаты в средней области инфракрасного спектра. В данное волокне имеются внутренние стеклянные структуры, которые задерживают луч внутри полой сердцевины, в то время как традиционное волокно задерживает свет в твердой стеклянной сердцевине. 
“Вы можете воспринимать структуры в нашем волокне как очень длинные и тонкие пузыри из стекла,” — говорит Уэдстворт. “Так как сердцевина волокна окружена такими пузырями, отраженный от пузырей свет будет заключен внутри нее.”PIC_bath

Длинные и тонкие пузыри из стекла внутри волокна отражают свет в сердцевину волокна почти так же, как свет отражается от поверхности мыльного пузыря, заставляя его выглядеть переливающимся цветами радуги. Фотография принадлежит университету Бата.

Исследователи осознали, что волокно с полой сердцевиной может помочь в создании нового типа волоконного лазера. В составе использовался газообразный ацетилен, так как он способствует излучению средней области инфракрасного спектра и может накачиваться с помощью лазеров, используемых в индустрии телекоммуникаций. Волокно с полой сердцевиной предоставляет возможность задержать свет и газ в одном месте, чтобы они могли взаимодействовать на протяжении длительной дистанции — 10 или 11 μm в данном случае. 
Так как свет внутри такого волокна остается внутри полой сердцевины, то данное волокно не имеет свойств силикатного стекла по поглощению света на длине волны более 2.8 μm. Кремний является предпочтительным материалом для оптоволокна, так как он дешевый, простой в производстве и чрезвычайно прочный. 
Научные сотрудники Бата и другие группы исследователей ранее убедились, что газ внутри волокна может взаимодействовать со светом для получения излучения среднего инфракрасного спектра. В новой работе исследователи добавили обратное волокно, последний компонент, который необходим, чтобы устройство действительно называлось лазером. Обратное волокно получает небольшую часть света, производимого основным волокном и содержащего газообразный ацетилен, и использует этот свет, чтобы питать следующий цикл усиления светового пучка, таким образом снижая мощность накачки, необходимую для получения лазерного луча.
Исследователи отмечают, что одно из важных преимуществ такой конструкции — это использование полноценных диодных лазеров телекоммуникации, которые являются практичными, недорогими и имеют большую мощность. Планируется использовать боле мощный лазер накачки, чтобы увеличить мощность гибридного лазера.
PIC_bath_3Фотографии электронно-сканирующего микроскопа двух различных форм волокна с полой сердцевиной, использованного в эксперименте. Слева основное волокно, с передачей света на длине волны 1.53-и 3.1-μm. Справа обратное волокно с низкими потерями на длине волны 3.1 μm. Фотографии принадлежат Hassan, et al./The Optical Society (OSA).

Исследователи также отмечают, что некоторые другие газы должны работать с данным гибридным лазером, что позволит достичь длины волны до 5 μm. 
“Эта лазерная система — только одно применение волокна с полой сердцевиной,” — говорит студент аспирантуры Muhammad Rosdi Abu Hassan. “Нам кажется, что у него могут быть другие применения, а также будут открыты новые способы взаимодействия различных типов лазерных лучей с газами на различной длине волны, включая и тот диапазон, который сейчас кажется невозможным.” 

Оригинал статьи.


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2016
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top