Une équipe chinoise a développé un Raman accordable haute puissance dans la bande de 1,2 μmlaser à fibre
Sources laserLes lasers fonctionnant dans la bande de 1,2 μm ont des applications uniques en thérapie photodynamique, en diagnostic biomédical et en détection d'oxygène. De plus, ils peuvent être utilisés comme sources de pompage pour la génération paramétrique de lumière infrarouge moyenne et pour la génération de lumière visible par doublage de fréquence. Des lasers dans la bande de 1,2 μm ont été obtenus avec différentslasers à solides, y comprislasers à semi-conducteurs, les lasers Raman diamant et les lasers à fibre. Parmi ces trois lasers, le laser à fibre présente les avantages d'une structure simple, d'une bonne qualité de faisceau et d'une grande flexibilité de fonctionnement, ce qui en fait le choix idéal pour générer un laser à bande de 1,2 μm.
Récemment, l'équipe de recherche dirigée par le professeur Pu Zhou en Chine s'est intéressée aux lasers à fibre haute puissance dans la bande de 1,2 μm. La fibre haute puissance actuellelaserssont principalement des lasers à fibre dopés à l'ytterbium dans la bande de 1 μm, et la puissance de sortie maximale dans la bande de 1,2 μm est limitée au niveau de 10 W. Leur travail, intitulé « Laser à fibre Raman accordable haute puissance dans la bande de 1,2 μm », a été publié dans Frontiers ofOptoélectronique.
FIG. 1 : (a) Configuration expérimentale d'un amplificateur à fibre Raman accordable de haute puissance et (b) d'un laser à fibre Raman aléatoire accordable à graine dans la bande de 1,2 µm. PDF : fibre dopée au phosphore ; QBH : Quartz massif ; WDM : Multiplexeur par répartition en longueur d'onde ; SFS : source lumineuse à fibre superfluorescente ; P1 : port 1 ; P2 : port 2. P3 : indique le port 3. Source : Zhang Yang et al., Laser à fibre Raman accordable de haute puissance dans la bande de 1,2 µm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
L'idée est d'utiliser l'effet de diffusion Raman stimulée dans une fibre passive pour générer un laser de haute puissance dans la bande de 1,2 μm. La diffusion Raman stimulée est un effet non linéaire du troisième ordre qui convertit les photons en longueurs d'onde plus grandes.
Figure 2 : Spectres de sortie RFL aléatoires accordables aux longueurs d'onde de pompage (a) 1 065-1 074 nm et (b) 1 077 nm (Δλ fait référence à une largeur de raie de 3 dB). Source : Zhang Yang et al., Laser à fibre Raman accordable haute puissance dans la bande de fréquences de 1,2 µm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Les chercheurs ont utilisé l'effet de diffusion Raman stimulée dans la fibre dopée au phosphore pour convertir une fibre dopée à l'ytterbium de haute puissance (bande de 1 μm) en bande de 1,2 μm. Un signal Raman d'une puissance allant jusqu'à 735,8 W a été obtenu à 1 252,7 nm, soit la puissance de sortie la plus élevée jamais enregistrée pour un laser à fibre de bande de 1,2 μm.
Figure 3 : (a) Puissance de sortie maximale et spectre de sortie normalisé à différentes longueurs d'onde du signal. (b) Spectre de sortie complet à différentes longueurs d'onde du signal, en dB (Δλ fait référence à une largeur de raie de 3 dB). Source : Zhang Yang et al., Laser à fibre Raman accordable haute puissance dans la bande de fréquences de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Figure 4 : (a) Spectre et (b) caractéristiques d'évolution de puissance d'un amplificateur à fibre Raman accordable haute puissance à une longueur d'onde de pompage de 1 074 nm. Source : Zhang Yang et al., Laser à fibre Raman accordable haute puissance à bande de fréquence de 1,2 µm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Date de publication : 04/03/2024