science >> Wetenschap >  >> Fysica

Versterkte spontane emissiebron in een meepompende, enkele frequentie Raman-vezelversterker

Fig. Schema van de enkelvoudige frequentie RFA in co-pompende configuratie. Krediet:SIOM

Onlangs, onderzoekers van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) hebben het nieuwe idee opgeleverd om Raman-versterkers met één frequentie samen te pompen. Relevant resultaat is gepubliceerd in Optica Express op 7 mei

Speciale golflengte, enkele frequentie, high-power fiberlasers hebben een breed scala aan toepassingen op het gebied van astronomie, geofysica, en kwantuminformatietechnologie. Raman-vezelversterkertechnologie (RFA) is een effectieve benadering om deze krachtige lasers met speciale golflengte te verkrijgen. De tegengepompte manier die traditioneel wordt gebruikt in RFA's heeft een gecompliceerde structuur en de vermogenstoename wordt beperkt door gestimuleerde Brillouin-verstrooiing en aanverwante krachtige apparaten. De manier van meepompen kan deze tekortkomingen verhelpen. Echter, bij het gezamenlijk pompen van RFA's, de ruiskarakteristieken van de pomplaser worden gemakkelijk overgebracht op de signaallaser, waardoor de lijnbreedte van het signaallicht groter wordt.

Vanwege de relatief lage intensiteitsruis van bronnen met versterkte spontane emissie (ASE), de volledige breedte bij halve maximale lijnbreedte van de signaallaser neemt verwaarloosbaar toe. Maar er is een significante toename in relatieve intensiteitsruis (RIN) en spectrale vleugels vanwege de ruisoverdracht op hoge frequentie van de ASE-bron tijdens de Raman-versterking. Om deze reden, de methode voor het gelijktijdig pompen van een enkele frequentie Raman-versterker met behulp van een ASE-bron met weinig ruis werd voorgesteld.

In het experiment, de ASE-zaadbron met een middengolflengte van 1, 065 nm werd versterkt door drie versterkers om een ​​vermogen van 20 W te verkrijgen. De zaadlaser was een diodelaser met enkele frequentie met een centrale golflengte van 1, 122 nm en uitgangsvermogen van 10 mW.

De ASE-bron en de zaadlaser werden afgeleverd in een samengepompte RFA na een multiplexer met golflengteverdeling. De geluidskarakteristieken van de ASE-bron werden uitvoerig getest, en de onderzoekers ontdekten dat de ASE-bron met een volledige breedte op half maximum van 10 nm een ​​lagere RIN-ruis heeft dan die van 3 nm.

Ze ontdekten verder dat de 10 nm ASE-bron lijnbreedteretentiekenmerken kan bereiken bij het versterken van de 1, 122 nm laserbron met enkele frequentie, maar de relatieve intensiteitsruis van het signaallicht is aanzienlijk verbeterd, wat nauw verband houdt met de vergroting van de meegepompte Raman-versterker.

Als de spectrale breedte, geluidskenmerken, en kracht van de ASE-bron zijn verder geoptimaliseerd, er wordt verwacht dat het een laserversterking met een lagere ruis en een hoger vermogen met één frequentie bereikt.