เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมอาจารย์ LV Zhiwei และ Bai Zhenxu จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเหอเป่ยโดยร่วมมือกับศาสตราจารย์ Richard Mildren จากมหาวิทยาลัย Macquarie ในออสเตรเลียและศาสตราจารย์ Takashige Omatsu จากมหาวิทยาลัย Chiba ในญี่ปุ่นประสบความสำเร็จ ผลการวิจัยที่ก้าวหน้านี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้เป็นบทความปกในวารสารที่มีสิทธิ์ ACS Photonics ในสาขาเลนส์
Diamond ซึ่งมีช่วงการส่งผ่านสเปกตรัมกว้างและคุณสมบัติทางความร้อนที่ยอดเยี่ยมแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่เป็นเอกลักษณ์และศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการขยายความยาวคลื่นของแสงกระแสน้ำวน ทีมได้ผสมผสานวิธีการสร้างแสงกระแสน้ำวนที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพอย่างสร้างสรรค์-การปั๊มนอกแกนกับโพรงภายนอกแบบดั้งเดิมคลื่นดาวฤกษ์ดาวฤกษ์ดาวรุ่งรามันออสซิลเลเตอร์โดยใช้เลเซอร์ 1 μmเป็นแหล่งกำเนิดแสงปั๊ม โดยการควบคุมมุมนอกแกนของกระจกส่งออกเรโซแนนท์ได้อย่างแม่นยำ 1.2 μmและ 1.5 μm Raman outputs ได้รับในออสซิลเลเตอร์ Diamond Raman ลำดับแรกและลำดับที่สอง
คาน Raman Vortex สั่งซื้อครั้งแรก
ในการทดสอบการแปลงไดมอนด์รามันลำดับแรกทีมวิจัยใช้กระจกเอาท์พุทที่มีการส่งผ่านน้อยกว่า 0. 5% ที่ความยาวคลื่น Raman ลำดับแรกและสร้างโครงสร้างโพรงเรโซแนนท์กึ่ง โดยการควบคุมมุมการหมุนของกระจกเอาต์พุตอย่างแม่นยำในทิศทางที่แตกต่างกันพวกเขาได้รับเอาต์พุตเลเซอร์ 1.2 μmในหลายโหมดดังแสดงในรูปที่ 1 (a) ในหมู่พวกเขาเมื่อโพรงเรโซแนนท์อยู่ในสถานะ collimated เอาท์พุทเลเซอร์จะแสดงโหมดฐานเกาส์เซียน; เมื่อกระจกเอาท์พุทหมุนออกนอกแกนในทิศทางของระนาบแนวนอนและแนวตั้ง, Hg1, {{1 0}}} และการสร้างโหมด Hg0,1 ถูกสร้างขึ้น; เมื่อกระจกเอาท์พุทหมุนไปตามทิศทางแนวทแยงมุม 45 องศาจะได้รับเอาต์พุตโหมด LG ที่มีการกระจายความเข้มของกลวง นอกจากนี้โดยการวัด interferometric ของลำแสงโหมด LG (ดังแสดงในรูปที่ 2 (b)) ได้รับการยืนยันว่ามีการกระจายเฟสเกลียวซึ่งบ่งชี้ว่าเป็นลำแสงกระแสน้ำวน ลักษณะสเปกตรัมที่สอดคล้องกันแสดงในรูปที่ 2 (c) ที่กำลังปั๊มสูงสุดการทดลองทำได้ 65.5 W ของเอาต์พุตเลเซอร์โหมดเกาส์เซียนและเอาท์พุทโหมด LG 42.2 W ด้วยประสิทธิภาพการแปลงที่สอดคล้องกัน 23.8% และ 15.3% ตามลำดับ
รูปที่ 1. ผลลัพธ์ของแสงกระแสน้ำวนรามานลำดับที่หนึ่ง: (a) โหมดเอาต์พุต stokes ลำดับแรกที่มุมมิเรอร์เอาท์พุทที่แตกต่างกัน
คาน Raman Vortex ลำดับที่สอง
เพื่อขยายช่วงความยาวคลื่นในการทำงานของ Raman Vortex Light ทีมวิจัยใช้วิธีการควบคุมนอกแกนเดียวกันใน Diamond Raman Oscillator ลำดับที่สองและได้รับเลเซอร์ 1.5 μmในโหมดต่าง ๆ ผลการทดลองจะแสดงใน
รูปที่ 2. ที่กำลังปั๊มสูงสุด 119.4 W ของเอาท์พุทโหมดเกาส์เซียนและ 22.2 W ของโหมด LG ลำดับที่สองเอาท์พุทสโตกส์ได้รับการตรวจสอบประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นของวิธีนี้ในการแปลงรามานลำดับสูง
รูปที่ 2. ผลลัพธ์ของแสงกระแสน้ำวน Raman ลำดับที่สอง: (a) โหมดเอาท์พุทสโต๊คลำดับที่สองที่มุมมิเรอร์เอาท์พุทที่แตกต่างกัน (b) สเปกตรัมเอาท์พุทสโตกลำดับที่สองและผลลัพธ์การรบกวนโหมด LG ที่สอดคล้องกัน
สรุปและมุมมอง
ในฐานะที่เป็นคริสตัลออปติคัลชนิดใหม่ที่มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม Diamond ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางและประสบความสำเร็จในการพัฒนาอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเนื่องจากช่วงการส่งผ่านสเปกตรัมกว้างและคุณสมบัติทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทีมงานของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Hebei ได้ผสมผสานวิธีการสูบน้ำนอกแกนที่เรียบง่ายเข้ากับโพรงภายนอกแบบดั้งเดิม Diamond Raman Oscillator และเป็นครั้งแรกที่ตระหนักถึงการส่งออกโดยตรง 1.2 μmและ 1.5 μm Diamond Vortex การวิจัยนี้ไม่เพียงแสดงให้เห็นถึงข้อดีที่เป็นเอกลักษณ์ของเพชรในการขยายความยาวคลื่นของแสงกระแสน้ำวน แต่ยังขยายขอบเขตการใช้งานของเทคโนโลยีเลเซอร์เพชรให้ขยายความคิดใหม่และการสนับสนุนทางเทคนิคสำหรับการสร้างแสงกระแสน้ำวนที่มีพลังสูง
