לאחרונה צוות הפרופסורים LV Zhiwei ובאי ז'נקסו מאוניברסיטת הביי בטכנולוגיה, בשיתוף פעולה עם פרופסור ריצ'רד מילדרן מאוניברסיטת מקווארי באוסטרליה ופרופסור טקשיגה אומטסו מאוניברסיטת צ'יבה ביפן, השיגו בהצלחה את התפוקה הישירה של אור רמאן מערבולת עם הרחבת אורך גל גדול ב Raman Laser. תוצאת מחקר פורצת דרך זו פורסמה לאחרונה כמאמר עטיפה בכתב העת הסמכותי ACS Photonics בתחום האופטיקה.
Diamond, עם טווח ההולכה הספקטרלי הרחב שלו ותכונות תרמופיזיות מעולות, מראה יתרונות ייחודיים ופוטנציאל גדול בהרחבת אורך הגל של אור המערבולת. הצוות שילב באופן חדשני את שיטת ייצור האור הפשוט והיעיל של Vortex Vortex-שאיבה מחוץ לציר, כאשר חלל החיצוני המסורתי כפול-מירור עמידה גל יהלום ראמן מתנד, באמצעות לייזר 1 מיקרומטר כמקור תאורת המשאבה. על ידי שליטה מדויקת בזווית מחוץ לציר של מראה תפוקת חלל התהודה, תפוקות לייזר של 1.2 מיקרומטר ו -1.5 מיקרומטר הושגו במתנדי ראמאן מהסדר הראשון והסדר השני, בהתאמה, ובקרן קרנים גבוהות במצב הבסיס הגאוסי, הרמיט-גוס (HGASED) (LagueRED).
קרן מערבולת ראמן מסדר ראשון
בניסוי ההמרה של היהלום ראמן מהסדר הראשון, צוות המחקר השתמש במראה פלט עם העברת פחות מ- 0. 5% באורך הגל של ראמן מסדר ראשון ובנה מבנה חלל מהדהד מעין-קונצנטרי. על ידי שליטה מדויקת בזווית הסיבוב של מראה הפלט בכיוונים שונים, הם השיגו בהצלחה פלט לייזר 1.2 מיקרומטר במצבים מרובים כמוצג באיור 1 (א). ביניהם, כאשר חלל התהודה נמצא במצב מתנשא, תפוקת הלייזר מציגה מצב בסיס גאוסי; כאשר מראה הפלט מסובבת מחוץ לציר בכיווני המישור האופקי והאנכי, Hg1, {{1 0}} ויציאות מצב Hg0,1 נוצרות; כאשר מראה הפלט מסתובבת לאורך כיוון אלכסוני של 45 מעלות, מתקבלת פלט מצב LG עם חלוקת עוצמה חלולה. יתר על כן, על ידי מדידה אינטרפרומטרית של קרן מצב LG (כפי שמוצג באיור 2 (ב)), מאושר כי יש לו חלוקת שלב ספירלה, מה שמצביע על כך שהיא קרן מערבולת. המאפיינים הספקטרליים המתאימים מוצגים באיור 2 (ג). בעוצמת המשאבה המרבית, הניסוי השיג 65.5 וואט של תפוקת לייזר במצב גאוסית ו -42.2 וואט של פלט מצב LG, עם יעילות ההמרה המתאימה של 23.8% ו- 15.3% בהתאמה.
איור 1. איור 1. תוצאות אור מערבולת ראמן מסדר ראשון: (א) מצב פלט מסדר ראשון בסדר ראשון במראה פלט שונה זוויות מחוץ לציר (B) תוצאת הפרעות במצב LG (C) ספקטרום פלט מסדר ראשון מסדר ראשון
קרן מערבולת ראמן מסדר שני
על מנת להרחיב עוד יותר את טווח אורך הגל העובד של אור מערבולת ראמן, צוות המחקר השתמש באותה שיטת בקרה מחוץ לציר במתנדל ראמן מהסדר השני והשיג בהצלחה תפוק לייזר 1.5 מיקרומטר במצבים שונים. תוצאות הניסוי מוצגות ב
איור 2. בעוצמת המשאבה המרבית, הושגו 119.4 וואט של תפוקת מצב גאוסית ו 22.2 W של פלט Stokes מסדר שני מסדר שני, מה שמאמת עוד יותר את היעילות ואת יכולת המדרגיות של שיטה זו בהמרה של ראמן בסדר גודל גבוה.
איור 2. איור 2. תוצאות אור מערבולת של ראמן מסדר שני: (א) מצב פלט מסדר שני במראה פלט שונה זוויות מחוץ לציר (B) ספקטרום פלט מסדר שני ותוצאות הפרעות של מצב LG תואמות
סיכום ותפיסה
כסוג חדש של גביש אופטי עם ביצועים מצוינים, Diamond זכה לתשומת לב נרחבת והשיג פיתוח מהיר בשנים האחרונות בגלל טווח ההולכה הספקטרלי הרחב שלו ותכונות תרמיות מעולות. הצוות של אוניברסיטת הביי בטכנולוגיה שילב באופן חדשני שיטת שאיבה פשוטה מחוץ לציר עם מתנד ראמן חלל חיצוני מסורתי, ובפעם הראשונה הבין את התפוקה הישירה של 1.2 מיקרומטר ו -1.5 מיקרומטר אור מערבולת מערבולת מהסדר הראשון ובמתנדי Diamond Raman. מחקר זה לא רק מדגים את היתרונות הייחודיים של היהלום בהרחבת אורך הגל של אור המערבולת, אלא גם מרחיב עוד יותר את גבולות היישום של טכנולוגיית לייזר היהלומים, ומספק רעיונות חדשים ותמיכה טכנית לייצור יעיל של אור מערבולת רב-גל-אורך.
