في الآونة الأخيرة، أبلغ فريق بحث من قسم تكنولوجيا وأنظمة الليزر الفضائية والملاحة الفضائية، معهد شنغهاي للبصريات والآلات الدقيقة (SIPM) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، عن تردد متكرر منخفض يحافظ على التحيز الكامل للألياف ذات التسعة تجاويف. الليزر في نطاق الطول الموجي 915 نانومتر لأول مرة. تم نشر نتائج الأبحاث ذات الصلة في مجلة Optics Express تحت عنوان "الليزر فائق السرعة ذو معدل التكرار المنخفض 915 نانومتر -9 مع بنية جميع الألياف". البصريات اكسبريس.
تُفضل أجهزة الليزر ذات الأطوال الموجية القريبة من 900 نانومتر للقياسات البصرية بسبب استجابتها العالية للكاشفات المعتمدة على السيليكون. يمكن لليزر الليفي ذو التردد المنخفض الثقيل عند هذا الطول الموجي أن يقلل بشكل فعال من عدم وضوح المسافة في نطاق وقت الرحلة (TOF)، وفي الوقت نفسه يتميز بخصائص جودة الشعاع الجيدة، والبنية المدمجة، والاستقرار على المدى الطويل، والتي يمكن استخدامه كمصدر ضوء مثالي لفحص الفضاء. ومع ذلك، نظرًا للتشتت القوي والتأثيرات غير الخطية للألياف أحادية الوضع، فمن الصعب على الليزر تحقيق عملية نبضة واحدة في تجويف ألياف طويل. لذلك، عادةً ما يقتصر تردد التكرار لأشعة الليزر الليفية التقليدية ذات الوضع المقفل على عشرات إلى مئات ميجاهرتز.
ولمعالجة المشاكل المذكورة أعلاه، اقترح الباحثون ليزرًا ليفيًا ذو تردد منخفض ومحافظًا على التحيز الكامل بتسعة تجاويف مع طول موجة مركزية يبلغ 915 نانومتر. ومن خلال تصميم هيكل الليزر وتحسينه، تم تحقيق خرج نبضة واحدة عالي الطاقة بتردد منخفض ثقيل. تم تضخيم البذرة المُحسّنة بمرحلة واحدة، وتم الحصول على خرج نبضي بعرض نبضة يبلغ 15.2 ps وطاقة نبضة واحدة تبلغ 4.7 نيوجول عند تردد تكرار قدره 3.1 ميجاهرتز. تم تأكيد أداء وضع القفل لليزر من خلال اختبارات الطاقة والاستقرار الطيفي طويلة المدى. يعد ليزر الألياف المدمج والموثوق طويل الأمد مصدرًا واعدًا للضوء لنطاق الليزر الفضائي في المستقبل.
تم دعم هذا العمل من قبل لجنة تعزيز الابتكار لدى الشباب التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين، ومؤسسة شنغهاي للعلوم الطبيعية.
الشكل 1. مخطط جهاز تجريبي ليزر ألياف ذو تردد منخفض 915 نانومتر يحافظ بشكل كامل على تسعة تجاويف
الشكل 2. اختبار الاستقرار على المدى الطويل لطاقة الخرج والطيف، وخصائص خرج النبض في مجالات التردد والوقت.
