近年、ブリルアンレーザは大きな注目を集めており、その中でも最も広く研究されている導波路ブリルアンレーザは、低ノイズ、低閾値の狭線幅レーザ放射を実現し、光時計やジャイロスコープ、超安定レーザ、マイクロ波などに応用されている。フォトニクス。 しかし、導波構造が直面する出力向上の難しさや動作波長の拡張の難しさなどの問題により、重力波検出や長距離高分解能分光の方向へのブリルアンレーザーの応用が制約されてきました。測定。
これを考慮して、Zhenxu Bai らは次のように述べています。 河北理工大学の教授らは、ブリルアン利得媒質としてダイヤモンド結晶を用いることで自由空間動作するブリルアンレーザーを実現するスキームを提案し、2020年に初めてダイヤモンドブリルアンレーザーの直接放射を国際舞台で報告し、可視ブリルアン レーザー出力は 11 W で、導波ブリルアン レーザーに比べて 1 桁高い値です。 その後、2022 年にチームは出力波長を可視帯域から近赤外まで拡張し、最大 22.5 W の出力と 71.8 dB の S/N 比で安定した単一周波数レーザー動作を達成しました。
しかし、自由空間構造のブリルアンレーザーが導波構造のブリルアンレーザーと同じ線幅狭窄特性を持っているかどうかという重要な疑問はまだ答えられていません。
最近、研究チームは、学術誌「High Power Laser Science and Engineering」に掲載された「自由空間を走行するダイヤモンド ブリルアン レーザーにおける線幅の狭小化」というタイトルの論文でこの疑問に答えることに成功しました。 学術雑誌 High Power Laser Science and Engineering に掲載された「自由空間を走るダイヤモンド ブリルアン レーザーにおける線幅の狭化」と題された論文は、上記の疑問に答えることに成功し、初めて、連続稼働ダイヤモンド ブリルアン レーザーでは、4 倍を超える線幅の狭小化が達成されました。
PDHキャビティロック技術によるポンプ光とストークス光の二重共振を実現するために、直接励起リングキャビティ構造を使用し、ポンプ光の線幅は7.36kHzであった。 比較実験に 96 パーセント、97 パーセント、および 98.5 パーセントの異なる反射率を持つ 3 組の結合ミラーを使用することにより、ストークス光の対応する線幅が測定され、ポンプと比較して 3.2 kHz、2.43 kHz、および 1.77 kHz となりました。軽量ながら線幅圧縮を実現し、最高圧縮率は4.2倍に達します。 最大ポンプパワーの下では、3 つの反射率に対応するストークス光出力パワーは 22.5 W、16.9 W、13.6 W で、対応する光変換効率はそれぞれ 37.5 パーセント、29.1 パーセント、23.4 パーセントでした。
研究結果は、自由空間ブリルアン発振器の柔軟な構造特性を利用して、キャビティ内部品の損失を低減し、最適化することで、将来的にはより狭い線幅、より高出力、より豊富な波長の単一周波数レーザー出力を実現することが期待されることを示しています。発振器の設計と励起パラメータの調整に関する研究結果は、高コヒーレンスレーザー技術の開発と応用を促進する上で非常に重要です。
