Une équipe chinoise a développé un laser à fibre Raman accordable haute puissance à bande de 1,2 μm

Une équipe chinoise a développé un Raman réglable haute puissance sur bande de 1,2 μmlaser à fibre

Sources laserfonctionnant dans la bande de 1,2 μm ont des applications uniques dans la thérapie photodynamique, le diagnostic biomédical et la détection de l'oxygène. De plus, ils peuvent être utilisés comme sources de pompe pour la génération paramétrique de lumière infrarouge moyenne et pour générer de la lumière visible par doublement de fréquence. Des lasers dans la bande de 1,2 μm ont été réalisés avec différentslasers à semi-conducteurs, y comprislasers à semi-conducteurs, les lasers Raman au 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'un fonctionnement flexible, ce qui en fait le meilleur choix pour générer un laser à bande de 1,2 μm.
Récemment, l’équipe de recherche dirigée par le professeur Pu Zhou en Chine s’intéresse aux lasers à fibre de forte 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 une bande d'onde de 1,2 μm », a été publié dans Frontières deOptoélectronique.

FIGUE. 1 : (a) Configuration expérimentale d’un amplificateur à fibre Raman accordable de haute puissance et (b) d’un laser à graine de fibre Raman aléatoire accordable dans une bande de 1,2 µm. PDF : fibre dopée au phosphore ; QBH : Quartz en vrac ; 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 haute puissance dans une bande d'ondes de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
L’idée est d’utiliser l’effet de diffusion Raman stimulé 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 longues.

Figure 2 : Spectres de sortie RFL aléatoires accordables à (a) des longueurs d’onde de pompe de 1 065 à 1 074 nm et (b) de 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 une bande d'onde de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024).
Les chercheurs ont utilisé l’effet de diffusion Raman stimulé dans la fibre dopée au phosphore pour convertir une fibre dopée à l’ytterbium de haute puissance dans une bande de 1 μm en une bande de 1,2 μm. Un signal Raman d'une puissance allant jusqu'à 735,8 W a été obtenu à 1252,7 nm, ce qui représente la puissance de sortie la plus élevée d'un laser à fibre à bande de 1,2 μm signalée à ce jour.

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 de 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 une bande d'onde 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 de haute puissance à une longueur d'onde de pompage de 1074 nm. Source : Zhang Yang et al., Laser à fibre Raman accordable haute puissance dans une bande d'onde de 1,2 μm, Frontiers of Optoelectronics (2024)