Modelåsta fiberlasrar som genererar ultrakorta pulser med fördelarna med robusthet, kompakthet och utmärkt strålkvalitet är av enormt intresse i applikationer som lasermaterialbearbetning, medicin, precisionsmätning, biologisk fotonik, ultrasnabb spektroskopi, optisk kommunikation och vetenskaplig forskning. Under de senaste decennierna, lägeslåsta ultrasnabba fiberlasrar som arbetar i de nära-infraröda och mellaninfraröda spektralområdena har utvecklats väl, men ultrasnabba laserkällor i det synliga spektralområdet (380-760 nm) är fortfarande starkt beroende av Ti:sapphire-lägeslåsta oscillator och optiska parametriska förstärkningssystem (eller frekvensfördubbling av nära-infraröda ultrasnabba lasrar), lider av ett stort fotavtryck och en extremt hög kostnad. Forskare önskar en alternativ ultrasnabb synlig laserlösning som är kompakt, låg kostnad, användarvänlig och underhållsfri. Passiv lägeslåsning i helfiberformat skulle kunna uppfylla alla dessa krav, och därför, det finns en stark forskningsmotivation att utveckla passivt modlåsta fiberlasrar i det synliga området.

I en ny tidning publicerad i Ljusvetenskap och tillämpningar , Zhengqian Luo och kollegor från Institutionen för elektronikteknik, Xiamens universitet, Kina demonstrerade en passivt lägeslåst helfiberlaser med synlig våglängd. Genom att lösa Ginzburg-Landau-ekvationen, de fann att den dissipativa soliton-resonansmekanismen kan användas för att etablera stabila pulser som är låsta med synligt ljus i en stor fiberkavitet med normal spridning. Baserat på de numeriska resultaten, de realiserade vidare experimentellt en passivt lägeslåst laser med synlig våglängd av alla fibrer. Lasern genererar pikosekundspulser av ljus vid 635 nm och representerar ett viktigt steg mot miniatyriserade ultrasnabba fiberlasrar i det synliga ljusområdet. Det rapporterade arbetet lägger grunden för fotoniska enheter för användning i applikationer som kommunikation med synligt ljus, bearbetning av lasermaterial, femtosekund laserfrekvenskam, och vetenskaplig forskning.

Den 635 nm-modlåsta lasern med en helfiber-åtta-hålighet använder en Pr/Yb-kodopad ZBLAN-fiber som det synliga förstärkningsmediet och en ickelinjär förstärkande loopspegel som det modlåsande elementet. Dessa forskare sammanfattar innovationsforskningsarbetet på följande sätt:

"Vi demonstrerade numeriskt och experimentellt en 635 nm helfiber passivt lägeslåst laser för första gången. Först, genom att lösa Ginzburg-Landau-ekvationen med standardmetoden för split-step Fourier, bildandet och utvecklingen av 635 nm modlåsta pulser förutspåddes och analyserades. Sedan, baserat på våra numeriska resultat, vi demonstrerar ytterligare experimentellt den stabila genereringen av 635 nm passivt modlåsta pulser med en inställbar pikosekunds varaktighet, ett radiofrekvent signal-brusförhållande på 67 dB och en smal spektral bandbredd på <0,1 nm. Dessutom, vi erhöll också 635 nm brusliknande pulsdrift med en inställbar pulslängd från 590 till 1434 ps och en bred (> 1 nm) och modulerat optiskt spektrum."

"Den presenterade tekniken och metoden kan användas för generering av andra ultrasnabba fiberlasrar med synlig våglängd. Det är ett viktigt steg mot miniatyriserade ultrasnabba fiberlasrar i området för synligt ljus. Detta genombrott kommer att lägga grunden för synliga ultrasnabba fiberlasrar för användning i applikationer som optisk kommunikation, biomedicin, materialbearbetning, mikroavbildning, femtosekund laserfrekvenskam, ultraviolett ultrasnabb generering direkt genom frekvensdubblering och vetenskaplig forskning, ", förutspår forskarna.