Recently, the team of Professors Lv Zhiwei and Bai Zhenxu from Hebei University of Technology, in collaboration with Professor Richard Mildren from Macquarie University in Australia and Professor Takashige Omatsu from Chiba University in Japan, successfully achieved the direct output of Raman vortex light with a large wavelength extension in a diamond Raman laser oscillator. این نتیجه تحقیقات موفقیت آمیز اخیراً به عنوان مقاله ای در مجله معتبر ACS Photonics در زمینه اپتیک منتشر شد.
الماس با دامنه انتقال طیفی گسترده و خصوصیات ترموفیزیکی عالی ، مزایای منحصر به فرد و پتانسیل بسیار خوبی در گسترش طول موج نور گرداب را نشان می دهد. این تیم به طور خلاقانه روش تولید نور گرداب ساده و کارآمد را با هم ترکیب کرد-پمپاژ خارج از محور ، با استفاده از نوسان ساز الماس موج دو آینه ایستاده دو آینه ، حفره بیرونی سنتی ، با استفاده از لیزر 1 میکرومتر به عنوان منبع نور پمپ. با کنترل دقیق زاویه خارج از محور آینه خروجی حفره رزونانس ، خروجی لیزر رامان 1.2 میکرومتر و 1.5 میکرومتر به ترتیب در نوسان سازهای الماس مرتبه اول و مرتبه دوم به دست آمد ، و کنترل پرتوی با کیفیت بالا از حالت پایه Gaussian ، حالت های Laguerere (Hguerere (hg) حالت ، و و هر چند به دست آمده
پرتو گرداب رامان مرتبه اول
در آزمایش تبدیل الماس مرتبه اول ، تیم تحقیق از یک آینه خروجی با انتقال کمتر از {1}} 5 ٪ در طول موج رامان مرتبه اول استفاده کرد و یک ساختار حفره رزونانس شبه متمرکز ساخت. با کنترل دقیق زاویه چرخش آینه خروجی در جهات مختلف ، آنها با موفقیت خروجی لیزر 1.2 میکرومتر را در حالت های مختلف به دست آوردند ، همانطور که در شکل 1 (a) نشان داده شده است. در میان آنها ، هنگامی که حفره رزونانس در حالت جمع شده قرار دارد ، خروجی لیزر حالت پایه گاوسی را ارائه می دهد. هنگامی که آینه خروجی خارج از محور در جهت هواپیمای افقی و عمودی می چرخد ، Hg1 ، {1 0}}}} و خروجی های حالت HG0،1 تولید می شوند. هنگامی که آینه خروجی در امتداد جهت مورب 45 درجه می چرخد ، یک خروجی حالت LG با توزیع شدت توخالی بدست می آید. علاوه بر این ، با اندازه گیری تداخل سنجی پرتوی حالت LG (همانطور که در شکل 2 (b) نشان داده شده است) ، تأیید شده است که دارای توزیع فاز مارپیچی است ، نشان می دهد که این یک پرتو گرداب است. خصوصیات طیفی مربوطه در شکل 2 (c) نشان داده شده است. در حداکثر توان پمپ ، آزمایش 65.5 وات از خروجی لیزر حالت گاوسی و 42.2 W خروجی حالت LG به دست آورد ، با راندمان تبدیل مربوط به 23.8 ٪ و 15.3 ٪.
شکل 1. نتایج نور گرداب رامان مرتبه اول: (الف) حالت خروجی استوکس مرتبه اول در زاویه های مختلف خروجی خروجی (B) نتیجه تداخل حالت LG (C) طیف خروجی استوکس مرتبه اول
پرتوی گرداب رامان مرتبه دوم
به منظور گسترش بیشتر دامنه موج کار از نور گرداب رامان ، تیم تحقیقاتی از همان روش کنترل خارج از محور در نوسان ساز الماس مرتبه دوم استفاده کرده و با موفقیت در خروجی لیزر 1.5 میکرومتر در حالت های مختلف به دست آورد. نتایج تجربی در نشان داده شده است
شکل 2 در حداکثر توان پمپ ، 119.4 W از خروجی حالت گاوسی و 22.2 W از حالت LG خروجی استوکس مرتبه دوم به دست آمد و بیشتر اثربخشی و مقیاس پذیری این روش را در تبدیل رامان مرتبه بالا تأیید کرد.
شکل 2. نتایج نور گرداب رامان مرتبه دوم: (الف) حالت خروجی استوکس مرتبه دوم در زاویه های مختلف خروجی خروجی (ب) طیف خروجی استوکس مرتبه دوم و نتایج تداخل حالت LG
خلاصه و چشم انداز
به عنوان نوع جدیدی از کریستال نوری با عملکرد عالی ، الماس توجه گسترده ای را به خود جلب کرده و به دلیل دامنه انتقال طیفی گسترده و خواص حرارتی عالی ، در سالهای اخیر به پیشرفت سریع رسیده است. تیم دانشگاه فناوری Hebei به طور خلاقانه یک روش ساده پمپاژ خارج از محور را با یک اسیلاتور سنتی Diamond Raman Diamond Diamond Raman ترکیب کرد و برای اولین بار متوجه تولید مستقیم 1.2 میکرومتر و 1.5 میکرومتر نور گرداب الماس در نوسان سازهای الماس سفارش اول و آبشار شد. این تحقیق نه تنها مزایای منحصر به فرد الماس را در گسترش طول موج نور گرداب نشان می دهد ، بلکه مرزهای کاربردی فناوری لیزر الماس را نیز گسترش می دهد ، ایده های جدید و پشتیبانی فنی را برای تولید کارآمد نور گرداب با قدرت بالا و چند موج فراهم می کند.
