une, Evolution des impulsions du laser à fibre à verrouillage de mode 635 nm. L'impulsion à verrouillage de mode stable est accumulée dans la cavité avec un nombre croissant d'allers-retours. b, L'évolution spectrale correspondante. Au fur et à mesure que le nombre d'allers-retours augmente, le spectre optique se rétrécit, et la tendance de variation de la bande passante spectrale est opposée à celle de la durée d'impulsion. c, Profils temporels des impulsions (en continu) et les chirps de fréquence correspondants (en pointillés). ré, Spectres optiques du laser à fibre à verrouillage de mode 635 nm (en médaillon :spectres à l'échelle linéaire). Les spectres présentent une bande passante spectrale ultra-étroite (<0,1 nm) autour de 635 nm et un profil triangulaire avec des bords raides sur l'échelle logarithmique. Crédit :par Jinhai Zou, Chuchu Dong, Hongjian Wang, Tuanjie Du, et Zhengqian Luo
Des lasers à fibre à verrouillage de mode générant des impulsions ultracourtes avec les avantages de la robustesse, la compacité et l'excellente qualité du faisceau sont d'un intérêt considérable dans des applications telles que le traitement des matériaux au laser, Médicament, mesure de précision, photonique biologique, spectroscopie ultrarapide, communication optique et recherche scientifique. Au cours des dernières décennies, les lasers à fibre ultrarapide à verrouillage de mode fonctionnant dans les régions spectrales du proche infrarouge et du moyen infrarouge ont été bien développés, mais les sources laser ultrarapides dans la région spectrale visible (380-760 nm) reposent toujours fortement sur l'oscillateur à verrouillage de mode Ti:saphir et les systèmes d'amplification paramétrique optique (ou le doublement de fréquence des lasers ultrarapides dans le proche infrarouge), souffrant d'un encombrement important et d'un coût extrêmement élevé. Les chercheurs souhaitent une solution laser visible ultrarapide alternative qui soit compacte, à bas prix, convivial et sans entretien. Le verrouillage en mode passif au format tout fibre pourrait répondre à toutes ces exigences, et donc, il existe une forte motivation de recherche pour développer des lasers à fibre à verrouillage de mode passif dans la région visible.
Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications , Zhengqian Luo et ses collègues du Département de génie électronique, Université de Xiamen, La Chine a fait la démonstration d'un laser entièrement fibre à verrouillage de mode passif à longueur d'onde visible. En résolvant l'équation de Ginzburg-Landau, ils ont découvert que le mécanisme de résonance soliton dissipatif peut être appliqué pour établir des impulsions verrouillées en mode de lumière visible stables dans une grande cavité de fibre à dispersion normale. Sur la base des résultats numériques, ils ont en outre réalisé expérimentalement un laser à mode bloqué passif à longueur d'onde visible tout en fibre. Le laser génère des impulsions lumineuses picosecondes à 635 nm et représente une étape essentielle vers des lasers à fibre ultrarapides miniaturisés dans le domaine de la lumière visible. Les travaux rapportés jettent les bases des dispositifs photoniques à utiliser dans des applications telles que les communications par la lumière visible, traitement des matériaux laser, peigne de fréquence laser femtoseconde, et la recherche scientifique.
Le laser à verrouillage de mode de 635 nm avec une cavité en huit entièrement en fibre utilise une fibre ZBLAN codopée Pr/Yb comme support de gain visible et un miroir à boucle d'amplification non linéaire comme élément de verrouillage de mode. Ces scientifiques résument les travaux de recherche en innovation comme suit :
une, Configuration expérimentale du laser à fibre à verrouillage de mode 635 nm. b, Spectre optique du laser à fibre à mode verrouillé sous une puissance de pompe de 93 mW. c, Trains d'impulsions typiques du laser à fibre à mode verrouillé. ré, Enveloppe mono-impulsion sous une puissance de pompage de 93 mW (encadré :enveloppe mono-impulsion sous une puissance de pompage de 68 mW). e, Spectre RF du laser à fibre à mode verrouillé sous une puissance de pompage de 93 mW (encart :spectre RF à large bande (100 MHz span)) Crédit :par Jinhai Zou, Chuchu Dong, Hongjian Wang, Tuanjie Du, et Zhengqian Luo
« Nous avons démontré numériquement et expérimentalement un laser à verrouillage de mode passif entièrement fibre de 635 nm pour la première fois. en résolvant l'équation de Ginzburg-Landau à l'aide de la méthode standard de Fourier à pas fractionnés, la formation et l'évolution d'impulsions à verrouillage de mode à 635 nm ont été prédites et analysées. Puis, sur la base de nos résultats numériques, nous démontrons en outre expérimentalement la génération stable d'impulsions à verrouillage de mode passive de 635 nm avec une durée de picoseconde accordable, un rapport signal/bruit radiofréquence de 67 dB et une bande passante spectrale étroite de <0,1 nm. En outre, nous avons également obtenu un fonctionnement d'impulsion de type bruit de 635 nm avec une durée d'impulsion réglable de 590 à 1434 ps et un large (> 1 nm) et spectre optique modulé."
« La technique et la méthode présentées peuvent être utilisées pour la génération d'autres lasers à fibre ultrarapide à longueur d'onde visible. Il s'agit d'une étape essentielle vers des lasers à fibre ultrarapide miniaturisés dans la gamme de la lumière visible. Cette percée jettera les bases d'une utilisation des lasers à fibre ultrarapide visibles. dans des applications telles que les communications optiques, biomédecine, traitement des matériaux, micro-imagerie, peigne de fréquence laser femtoseconde, génération ultrarapide ultraviolette directement par doublage de fréquence et recherche scientifique, ", prédisent les scientifiques.
