Recentemente, a equipe de professores LV Zhiwei e Bai Zhenxu, da Universidade de Tecnologia de Hebei, em colaboração com o professor Richard Mildren, da Universidade Macquarie, na Austrália, e o professor Takashige Omatsu da Universidade Chiba no Japão, alcançou o Light Light de Raman Raman, com uma grande impensada em diamantes em diamante Ramann. Esse resultado de pesquisa inovador foi publicado recentemente como um artigo de capa na revista autoritativa Photonics ACS no campo da óptica.
O diamante, com sua ampla faixa de transmissão espectral e excelentes propriedades termofísicas, mostra vantagens únicas e grande potencial na expansão do comprimento de onda da luz do vórtice. A equipe combinou de maneira inovadora o método de geração de luz de vórtice intracavidade simples e eficiente-bombeamento de eixo fora do eixo, com o oscilador Raman de diamante de onda de mirror duplo de cavidade externa tradicional, usando 1 μm de laser como fonte de luz da bomba. By precisely controlling the off-axis angle of the resonant cavity output mirror, 1.2 μm and 1.5 μm Raman laser outputs were obtained in the first-order and second-order diamond Raman oscillators, respectively, and high-quality beam control of the Gaussian base mode, Hermite-Gaussian (HG) mode, and Laguerre-Gaussian (LG) mode was successfully achieved.
Feixe de vórtice raman de primeira ordem
No experimento de conversão de Diamond Raman de primeira ordem, a equipe de pesquisa usou um espelho de saída com uma transmitância inferior a 0. 5% no comprimento de onda de Raman de primeira ordem e construiu uma estrutura de cavidade ressonante quase conceituada. Ao controlar com precisão o ângulo de rotação do espelho de saída em diferentes direções, eles obtiveram com sucesso a saída de 1,2 μm de laser em vários modos, como mostrado na Figura 1 (a). Entre eles, quando a cavidade ressonante está em um estado colimado, a saída do laser apresenta um modo base gaussiano; Quando o espelho de saída gira o eixo fora das direções horizontal e vertical do plano, hg1, {{1 0}} e saídas de modo HG0,1 são geradas; Quando o espelho de saída gira ao longo de uma direção diagonal de 45 graus, é obtida uma saída do modo LG com uma distribuição de intensidade oca. Além disso, por medição interferométrica do feixe de modo LG (como mostrado na Figura 2 (b)), confirma -se que possui uma distribuição de fase em espiral, indicando que é um feixe de vórtice. As características espectrais correspondentes são mostradas na Figura 2 (c). Na potência máxima da bomba, o experimento alcançou 65,5 W da saída do laser gaussiana e 42,2 W da saída do modo LG, com eficiências de conversão correspondentes de 23,8% e 15,3%, respectivamente.
Figura 1. Resultados da luz do vórtice Raman de primeira ordem: (a) Modo de saída Stokes de primeira ordem em diferentes ângulos de eixo de saída de saída (b) Modo LG Resultado de interferência (c) Espectro de saída de Stokes de primeira ordem
Feixe de vórtice raman de segunda ordem
Para expandir ainda mais a faixa de comprimento de onda de trabalho da luz do vórtice Raman, a equipe de pesquisa usou o mesmo método de controle fora do eixo no oscilador de Diamond Raman de segunda ordem e obteve com sucesso a saída de 1,5 μm de laser em diferentes modos. Os resultados experimentais são mostrados em
Figura 2. Na potência máxima da bomba, foram alcançados 119,4 W da saída do modo gaussiano e 22,2 W da saída de Stokes de segunda ordem do modo LG, verificando ainda mais a eficácia e a escalabilidade desse método na conversão Raman de alta ordem.
Figura 2. Resultados da luz do vórtice Raman de segunda ordem: (a) Modo de saída Stokes de segunda ordem em diferentes ângulos de saída do eixo espelhado de saída (b) Espectro de saída de Stokes de segunda ordem e resultados de interferência do modo LG correspondentes e correspondentes LG
Resumo e Outlook
Como um novo tipo de cristal óptico com excelente desempenho, o Diamond recebeu atenção generalizada e alcançou um rápido desenvolvimento nos últimos anos devido à sua ampla faixa de transmissão espectral e excelentes propriedades térmicas. A equipe da Universidade de Tecnologia de Hebei combinou de maneira inovadora um método simples de bombeamento fora do eixo com um oscilador tradicional de diamante de diamante de cavidade externa e, pela primeira vez, percebeu a produção direta de 1,2 μm e 1,5 μm de luz de vórtice de diamante nos osciladores de primeira ordem e diamante de diamante. Esta pesquisa não apenas demonstra as vantagens únicas do diamante na extensão do comprimento de onda da luz do vórtice, mas também amplia ainda mais os limites da aplicação da tecnologia a laser de diamante, fornecendo novas idéias e suporte técnico para a geração eficiente de luz de vórtice de comprimento de onda de alta potência.
