Nyligen var teamet av professorerna LV Zhiwei och Bai Zhenxu från Hebei University of Technology, i samarbete med professor Richard Mildren från Macquarie University i Australien och professor Takashige Omatsu från Chiba University i Japan, framgångsrikt uppnådde direktproduktionen av Raman Vortex Light med en stor wavel -förlängning i en Diamond Raman -laser -laser. Detta genombrottsforskningsresultat publicerades nyligen som en omslagsartikel i den auktoritativa tidskriften ACS Photonics inom optikområdet.
Diamond, med sitt breda spektrala transmissionsområde och utmärkta termofysiska egenskaper, visar unika fördelar och stor potential för att utöka våglängden för virvel ljus. Teamet innovativt kombinerade den enkla och effektiva intrakavitetsvirvelens ljusgenereringsmetod-off-axelpumpning, med den traditionella yttre kaviteten dubbel-speglar Standing Wave Diamond Raman-oscillator, med 1 μm laser som pumpljuskälla. Genom att exakt kontrollera den off-axelvinkeln i resonansens kavitetsutgångsspegel erhölls 1,2 μm och 1,5 μm Raman-laserutgångar i det första ordningen och andra ordningen Diamond Raman Oscillators, och lagueriska (Laguery (Laguery (Lagery (lgy (lg) -läge.
Första ordning Raman virvelstråle
I det första ordningen Diamond Raman Conversion Experiment använde forskarteamet en utgångsspegel med en överföring av mindre än 0. 5% vid den första ordningen Raman-våglängden och konstruerade en kvasi-koncentrisk resonanshålstruktur. Genom att exakt kontrollera rotationsvinkeln för utgångsspegeln i olika riktningar erhöll de framgångsrikt 1,2 μm laserutgång i flera lägen som visas i figur 1 (a). Bland dem, när resonanskaviteten är i ett kollimerat tillstånd, presenterar laserutgången ett Gauss -basläge; När utgångsspegeln roterar utanför axeln i de horisontella och vertikala planriktningarna genereras Hg1, {{1 0}} och Hg0,1-läge utgångar; När utgångsspegeln roterar längs en 45 graders diagonal riktning erhålls en LG -läge -utgång med en ihålig intensitetsfördelning. Vidare, genom interferometrisk mätning av LG -läget (som visas i figur 2 (b)), bekräftas det att den har en spiralfasfördelning, vilket indikerar att det är en virvelstråle. Motsvarande spektrala egenskaper visas i figur 2 (c). Vid den maximala pumpkraften uppnådde experimentet 65,5 W Gaussisk lägeslaserutgång och 42,2 W LG -läge, med motsvarande omvandlingseffektivitet på 23,8% respektive 15,3%.
Bild 1.. Första ordning Raman Vortex Ljusresultat: (a) Första ordning Stokes utgångsläge vid olika utgångsspegel off-axelvinklar (b) LG-läge Interferensresultat (c) Första ordning Stokes utgångsspektrum
Ramanvirtexbalk
För att ytterligare utöka det arbetsvåglängdsområdet för Raman Vortex Light använde forskargruppen samma kontrollmetod utanför axeln i den andra ordningens diamant Raman-oscillator och erhöll framgångsrikt 1,5 μm laserutgång i olika lägen. De experimentella resultaten visas i
Figur 2. Vid den maximala pumpkraften uppnåddes 119,4 W Gaussisk läge och 22,2 W LG-läge andra ordning Stokes-utgången, vilket ytterligare verifierade effektiviteten och skalbarheten för denna metod i Raman-omvandling med hög ordning.
Bild 2. Andra ordning Raman Vortex Ljusresultat: (a) Andra ordning Stokes utgångsläge vid olika utgångsspegel off-axelvinklar (b) andra ordning Stokes utgångsspektrum och motsvarande LG-läge interferensresultat
Sammanfattning och utsikter
Som en ny typ av optisk kristall med utmärkt prestanda har Diamond fått omfattande uppmärksamhet och uppnått en snabb utveckling under de senaste åren på grund av dess breda spektrala transmissionsområde och utmärkta termiska egenskaper. Teamet från Hebei University of Technology innovativt kombinerade en enkel pumpmetod utanför axeln med en traditionell extern hålighet diamant Raman-oscillator, och för första gången insåg den direkta utgången av 1,2 μm och 1,5 μm diamantvirveljus i första ordningen och kaskadens diamant Raman-oscillatorer. Denna forskning visar inte bara de unika fördelarna med diamant när det gäller att utöka våglängden för virvel ljus, utan utvidgar också tillämpningsgränserna för diamantlaserteknologi, vilket ger nya idéer och teknisk support för effektiv generering av högeffekt, multi-våglängd virvel ljus.
