For nylig har teamet af professorer Lv Zhiwei og Bai Zhenxu fra Hebei University of Technology, i samarbejde med professor Richard Mildren fra Macquarie University i Australien og professor Takashige Omatsu fra Chiba University i Japan, med succes den direkte udgang af Raman Vortex -lys med en stor bølgelængdeforlængelse i en Diamond Raman Laser -oscillator. Dette gennembrudsforskningsresultat blev for nylig offentliggjort som en coverartikel i den autoritative tidsskrift ACS -fotonik inden for optikområdet.
Diamond, med sit brede spektrale transmissionsområde og fremragende termofysiske egenskaber, viser unikke fordele og stort potentiale til at udvide bølgelængden af hvirvellys. Holdet kombinerede innovativt den enkle og effektive intracavity-hvirvellysgenereringsmetode-pumpning uden for aksen, med det traditionelle eksterne hulrum dobbeltmirror stående bølge diamant Raman Oscillator ved hjælp af 1 μm laser som pumpe lyskilde. Ved nøjagtigt at kontrollere den off-akse vinkel på resonanshulen output spejl, blev 1,2 μm og 1,5 μm Raman-laserudgange opnået i henholdsvis den første ordens og andenordens diamant Raman Oscillators, og LaGer-Ga (LAGAISIANS High-Ga (LAGAISIAN (LAGASS) med succes opnået.
Første ordre Raman Vortex Beam
I det første ordens Diamond Raman-konverteringseksperiment brugte forskerteamet et output-spejl med en transmission på mindre end 0. 5% ved den første ordens Raman-bølgelængde og konstruerede en kvasi-koncentrisk resonanshulrumsstruktur. Ved nøjagtigt at kontrollere rotationsvinklen for udgangsspejlet i forskellige retninger opnåede de med succes 1,2 μm laserudgang i flere tilstande som vist i figur 1 (a). Blandt dem, når resonanshulen er i en kollimeret tilstand, præsenterer laserudgangen en gaussisk basistilstand; Når udgangsspejlet roterer off-akse i de vandrette og lodrette planvejledninger, genereres Hg1, {{1 0}} og Hg0,1-tilstandsudgange; Når udgangsspejlet roterer langs en 45 graders diagonal retning, opnås en LG -tilstand -udgang med en hul intensitetsfordeling. Ved interferometrisk måling af LG -tilstandsbjælken (som vist i figur 2 (b)) bekræftes det endvidere, at det har en spiralfasedistribution, hvilket indikerer, at det er en hvirvelstråle. De tilsvarende spektrale egenskaber er vist i figur 2 (c). Ved den maksimale pumpekraft opnåede eksperimentet 65,5 W af Gaussian Mode Laser -udgang og 42,2 W af LG Mode -udgangen med tilsvarende konverteringseffektivitet på henholdsvis 23,8% og 15,3%.
Figur 1. første ordens Raman Vortex Lysresultater: (a) Første ordens Stokes Outputtilstand ved forskellige output spejl off-akse vinkler (b) LG-tilstand Interferensresultat (c) Første ordens Stokes Outputspektrum
Andenordens Raman Vortex Beam
For yderligere at udvide arbejdsbølgelængdeområdet for Raman Vortex Light anvendte forskerteamet den samme off-aksekontrolmetode i andenordens diamant Raman Oscillator og opnåede med succes 1,5 μm laserudgang i forskellige tilstande. De eksperimentelle resultater er vist i
Figur 2. Ved den maksimale pumpekraft blev 119,4 W af Gaussisk tilstand udgang og 22,2 W af LG-tilstand andenordens Stokes-udgang opnået, hvilket yderligere verificerede effektiviteten og skalerbarheden af denne metode i højordens Raman-konvertering.
Figur 2. andenordens Raman Vortex Lysresultater: (a) Andenordens Stokes Outputtilstand ved forskellige udgangsspejl off-akse vinkler (b) Andenordens Stokes Output Spectrum og tilsvarende LG-tilstand Interferensresultater Resultater
Resumé og udsigter
Som en ny type optisk krystal med fremragende ydelse har Diamond fået bred opmærksomhed og opnået hurtig udvikling i de senere år på grund af dets brede spektrale transmissionsområde og fremragende termiske egenskaber. Holdet fra Hebei University of Technology kombinerede innovativt en simpel pumpemetode uden akse med et traditionelt eksternt hulrum Diamond Raman Oscillator, og indså for første gang den direkte output på 1,2 μm og 1,5 μm Diamond Vortex-lys i den første orden og Cascade Diamond Raman-oscillatorer. Denne forskning demonstrerer ikke kun de unikke fordele ved diamant ved at udvide bølgelængden af hvirvellys, men udvider også anvendelsesgrænserne for diamantlaserteknologi yderligere, hvilket giver nye ideer og teknisk support til den effektive generering af højeffekt, multi-bølgelængde hvirvellys.
