O beiriannu manwl i ficrosgopeg uwch, y galw am bŵer - uwch, mae laserau ultrafast yn parhau i dyfu. Yn draddodiadol, mae ymchwilwyr wedi dibynnu ar ffibrau modd - i adeiladu'r laserau hyn, ond maent yn wynebu terfyn corfforol sylfaenol ar allbwn ynni. I dorri trwy'r dagfa hon, rydym wedi troi at ffibrau amlimode, a all gario llawer o foddau golau - yn y bôn siapiau gwahanol o olau - ar unwaith, techneg a elwir yn fodd sbatotemporal - cloi (stml).
Fodd bynnag, mae cael y gwahanol foddau hyn i weithio gyda'i gilydd mewn cytgord wedi bod yn her sylweddol. Yn ein hymchwil ddiweddaraf, a gyhoeddwyd ynLlythyrau Opteg, rydym wedi datblygu techneg newydd sy'n caniatáu inni reoli pob un o'r moddau traws hyn yn union ac yn annibynnol, gan arwain at hwb dramatig mewn pŵer laser ac amlochredd.
Gelwir y broblem graidd a wynebwyd gennym yn wasgariad rhyngfoddol. Mewn ffibr amlfodd, mae gwahanol foddau golau yn teithio ar gyflymder ychydig yn wahanol. Mae'r camgymhariad cyflymder hwn yn achosi i'r corbys laser ledaenu a gwahanu mewn amser a gofod, gan atal ffurfio corbys pŵer sefydlog, uchel -. Yn nodweddiadol, defnyddiodd technegau STML blaenorol ddull o'r enw hidlo gofodol i wneud iawn am y gwasgariad hwn, ond mae'r dull hwn yn cyfyngu ar nifer y dulliau y gellir eu cloi gyda'i gilydd, a thrwy hynny gapio'r gwelliant pŵer posibl.
I ddatrys hyn, gwnaethom gynnig techneg rheoli adran Moddau traws. Mae ein dull yn syml: rydym yn defnyddio dyfais o'r enw Modd Multiplexer/Demultiplexer (MUX/Demux) i wahanu'r trawst cymysg y tu mewn i'r ffibr amlfodd yn sianeli unigol, un ar gyfer pob modd. Ar ôl gwahanu, gallwn reoli'r gwasgariad (h.y., yr oedi teithio) ar gyfer pob modd yn annibynnol trwy ychwanegu hyd manwl gywir o ffibr digolledu i bob sianel.
Ar ôl optimeiddio pob modd, rydym yn eu hailgyfuno ag amlblecsydd i mewn i un trawst, pwerus a chydlynol. Mae'r dull hwn yn ddamcaniaethol yn caniatáu inni gloi unrhyw nifer o foddau, gan wneud y mwyaf o botensial ynni'r ffibr.
Fe wnaethon ni weithredu ein techneg mewn ffigur - wyth, yb - doped, pob ffibr -, sbatotemporal, modd - laser wedi'i gloi. Roedd y canlyniadau arbrofol yn galonogol iawn. Trwy gloi pedwar dull traws (LP01, LP11, LP21, a LP02) ar yr un pryd, gwnaethom gyflawni corbys soliton afradlon gyda 15 NJ o egni ar gyfradd ailadrodd o 14.49 MHz.
Yn hanfodol, gwnaethom ddangos bod y pŵer allbwn yn graddio gyda nifer y dulliau sy'n cymryd rhan. Pan gafodd pedwar dull eu cloi ar yr un pryd, cyrhaeddodd effeithlonrwydd llethr y laser - mesur o ba mor effeithlon y mae'n trosi pŵer pwmp i bŵer allbwn - wedi cyrraedd 7.9%, sy'n fwy na dwbl effeithlonrwydd 3.79% gweithrediad modd sengl {}}.
Ar ben hynny, mae ein techneg yn cynnig trawst digynsail - galluoedd siapio. Trwy ddewis yn ddeinamig y cyfuniad o foddau sy'n ymwneud â'r modd - cloi, gwnaethom gynhyrchu lled - fflat - trawst uchaf gyda phroffil dwyster unffurf. Cyflawnodd y trawst arbenigol hwn bŵer allbwn cyfartalog o 150 mW ac egni pwls sengl o 10.4 NJ ar bŵer pwmp o 3 W. Roedd ein laser hefyd yn dangos sefydlogrwydd tymor hir - rhagorol, gyda lleiafswm canol y ganolfan - drifft amledd ar ôl 12 awr o weithrediad parhaus.
I gloi, rydym wedi datblygu a dilysu techneg reoli newydd yn arbrofol sy'n goresgyn y Botel Scalability Power Core - mewn laserau ffibr STML. Trwy reoli gwasgariad pob modd traws yn annibynnol, mae ein cynllun yn darparu llwybr hyfyw i gydamseru unrhyw nifer o foddau a gwneud y mwyaf o echdynnu ynni.
Credwn fod y fframwaith cyffredinol hwn ar gyfer rheolaeth dynameg sbatotemporal modd aml - yn paratoi'r ffordd ar gyfer y genhedlaeth nesaf o ffynonellau golau ultrafast, cymwysiadau addawol effeithiol mewn gwneuthuriad manwl, microsgopeg aflinol, a gwyddoniaeth atosecond.
Mae'r stori hon yn rhan o ddeialog Science X, lle gall ymchwilwyr riportio canfyddiadau o'u herthyglau ymchwil cyhoeddedig. Ewch i'r dudalen hon i gael gwybodaeth am Science X Dialog a sut i gymryd rhan.
