Cependant, leurs longueurs d'onde de fonctionnement sont principalement limitées à la région infrarouge, allant de 0,9 à 3,5 μm, ce qui a limité leur applicabilité dans de nombreuses applications nécessitant des sources de lumière aux longueurs d'onde visibles (390 à 780 nm). L'extension des oscillateurs compacts à fibre femtoseconde à de nouvelles longueurs d'onde visibles constitue depuis longtemps un objectif ambitieux, mais poursuivi avec ferveur dans la science des lasers.

Actuellement, la majorité des lasers à fibre visible utilisent des fibres de fluorure dopées aux terres rares, telles que Pr ³⁺ . , comme moyen de gain effectif. Au fil des années, des progrès remarquables ont été réalisés dans le développement de lasers à fibre visible accordables en longueur d'onde, haute puissance, à commutation Q et à mode verrouillé.

Cependant, malgré les progrès significatifs dans la région du proche infrarouge, réaliser le verrouillage de mode femtoseconde dans les lasers à fibre visible reste une tâche exceptionnellement difficile. Ce défi est attribué au sous-développement de composants optiques ultrarapides dans les longueurs d'onde visibles, à la disponibilité limitée de modulateurs visibles hautes performances et à la dispersion extrêmement normale rencontrée dans les cavités laser à fibre visible.

L'attention récente s'est concentrée sur les oscillateurs à fibre à mode verrouillé femtoseconde dans le proche infrarouge utilisant un miroir à boucle amplificatrice non linéaire à polarisation de phase (PB-NALM). PB-NALM élimine le besoin de longues fibres intracavités pour accumuler les déphasages.

Cette innovation facilite non seulement la flexibilité de réglage et le fonctionnement à long terme, mais offre également la possibilité de gérer la dispersion intracavité dans un espace de paramètres plus large, des régimes de dispersion normaux aux régimes de dispersion anormaux. Par conséquent, il est prévu de catalyser une percée dans le verrouillage direct du mode femtoseconde du laser à fibre visible et de propulser les oscillateurs femtosecondes à fibre dans la bande visible.

Des chercheurs du Fujian Key Laboratory of Ultrafast Laser Technology and Applications de l'Université de Xiamen ont récemment développé un oscillateur et un amplificateur à fibre femtoseconde verrouillé en mode lumière visible, comme indiqué dans Advanced Photonics Nexus. .

L'oscillateur femtoseconde à fibre, qui émet une lumière rouge à 635 nm, utilise une configuration en forme de neuf cavités. Il applique un double revêtement Pr ³⁺ -une fibre dopée au fluorure comme milieu de gain visible, intègre un PB-NALM de longueur d'onde visible pour le verrouillage de mode et utilise une paire de réseaux de diffraction personnalisés à haut rendement et à haute densité de rainures pour la gestion de la dispersion. Un verrouillage de mode visible à démarrage automatique établi par le PB-NALM produit directement des impulsions laser rouges avec une durée d'impulsion de 199 fs et un taux de répétition de 53,957 MHz à partir de l'oscillateur.

Un contrôle précis de l'espacement des paires de réseaux peut faire passer l'état d'impulsion d'un soliton dissipatif ou à impulsion étirée à un soliton conventionnel. De plus, un système d'amplification d'impulsions pulsées intégré à l'oscillateur améliore considérablement les performances du laser, ce qui donne une puissance de sortie moyenne supérieure à 1 W, une énergie d'impulsion de 19,55 nJ et une durée d'impulsion déchirée de 230 fs.

Le professeur Zhengqian Luo, chef du département d'ingénierie électronique de l'université de Xiamen, déclare :« Nos résultats représentent une étape concrète vers des lasers à fibre femtoseconde de haute puissance couvrant la région spectrale visible et pourraient avoir des applications importantes dans le traitement industriel, la biomédecine et la recherche scientifique. ."

Les auteurs prévoient que leur nouveau système de génération de lasers à fibre femtoseconde à lumière visible haute performance jettera les bases des lasers à fibre femtoseconde à lumière visible destinés à des applications telles que le traitement de précision de matériaux spéciaux, la biomédecine, la détection sous-marine et les horloges atomiques optiques.