微共振器/ZBLAN光纤混合系统中的可见拉曼与布里渊激光器

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"这篇科研论文探讨了一种新型的可见光拉曼(Raman)和布里渊(Brillouin)激光器,它基于高质量的微共振器/ZBLAN光纤混合系统。研究人员通过将微共振器与分布式布拉格反射器/光纤布拉格光栅结合形成法布里-珀罗(Fabry-Perot)光纤腔,并利用掺镨的ZBLAN光纤作为增益介质,实现在紧凑的混合系统中产生可见光拉曼和布里渊激光。" 在光学和激光技术领域,这篇论文提出了一个创新的方法来实现可见光拉曼和布里渊激光。通常,基于高品质因数(高-Q)的 Whispering Gallery Mode Microresonator(WGMR,微共振腔)的拉曼和布里渊激光器需要使用可调谐的单频激光器作为泵浦源。然而,本文的研究人员通过一种不同的方式实现了这一目标。 他们采用了一个由硅微球构成的高-Q 微共振器,这种微球能提供瑞利散射诱导的背向反射,在法布里-珀罗光纤腔中形成约635纳米的红色激光振荡。同时,他们引入了ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF(ZBLAN)光纤,这是一种具有优良非线性特性的氟化物光纤。ZBLAN光纤以其良好的光谱稳定性、宽的工作波长范围以及对红外光的良好传输性能而著名,特别适合于激光应用。 此外,论文中提到的掺镨的ZBLAN光纤作为增益介质,是因为掺杂离子(如镨)可以提供额外的光放大,从而促进激光的产生。这种光纤增益介质与微共振器的结合,使得整个系统能够在没有单独泵浦激光源的情况下,仍然能够产生拉曼和布里渊激光。 拉曼激光是通过分子的振动模式改变光的频率,而布里渊激光则是通过声子(晶体内振动的量子)与光子相互作用来改变光的频率。这两种激光器在光纤通信、传感器技术、光谱学以及高级光学研究中都有重要应用。 这项工作展示了在微尺度系统中集成复杂激光机制的潜力,可能为未来小型化、高效的光子设备设计提供新的思路。实验的成功不仅意味着在可见光区域可以实现更灵活的激光控制,而且也为高精度的光学测量和光学通信系统开辟了新的可能性。