최근 중국과학원(CAS) 산하 상하이 광학 및 정밀 기계 연구소(SIPM) 우주 및 우주 레이저 기술 및 시스템 부서 연구팀은 바이어스를 완전히 보존하는 9캐비티 광섬유를 낮은 반복 주파수로 보고했습니다. 최초로 915 nm 파장 대역의 레이저를 개발했습니다. 관련 연구 결과는 '전섬유 구조의 저반복률 915nm 형상-9 초고속 레이저'라는 제목으로 Optics Express에 게재됐다. 광학 익스프레스.
900nm에 가까운 파장을 갖는 레이저는 실리콘 기반 검출기의 높은 반응성 때문에 광학 측정에 선호됩니다. 이 파장의 저주파 파이버 레이저는 TOF(Time-of-Flight Range) 범위에서 거리 흐림을 효과적으로 줄일 수 있으며 동시에 우수한 빔 품질, 컴팩트한 구조 및 장기 안정성이라는 특성을 갖습니다. 우주탐사를 위한 이상적인 광원으로 사용될 수 있습니다. 그러나 단일 모드 광섬유의 강력한 분산 및 비선형 효과로 인해 레이저가 장섬유 공동에서 단일 펄스 작동을 달성하기가 어렵습니다. 따라서 기존 모드 고정 광섬유 레이저의 반복 주파수는 일반적으로 수십 ~ 수백 MHz로 제한됩니다.
위의 문제를 해결하기 위해 연구진은 중심 파장이 915nm인 저반복 주파수의 완전 바이어스 보존 9캐비티 광섬유 레이저를 제안했습니다. 레이저 구조를 설계하고 최적화하여 낮고 무거운 주파수에서 고에너지 단일 펄스 출력을 달성했습니다. 최적화된 시드를 한 단계 증폭하여 3.1MHz의 반복 주파수에서 펄스폭 15.2ps, 단일 펄스 에너지 4.7nJ의 펄스 출력을 얻었다. 레이저의 모드 잠금 성능은 장기 전력 및 스펙트럼 안정성 테스트를 통해 확인되었습니다. 이 소형이고 장기적으로 신뢰할 수 있는 파이버 레이저는 미래의 우주 레이저 거리 측정을 위한 유망한 광원입니다.
이 연구는 중국과학원 청년혁신촉진위원회, 중국 국립자연과학재단, 상하이 자연과학재단의 지원을 받았습니다.
그림 1. 915nm 저주파 완전 바이어스 보존 9캐비티 파이버 레이저 실험 장치 다이어그램
그림 2. 출력 전력 및 스펙트럼의 장기 안정성 테스트와 주파수 및 시간 영역의 펄스 출력 특성.
