エルビウムの安定性の向上 | 河北レーザーマーキング株式会社

Scientific Reports volume 12、記事番号: 20267 (2022) この記事を引用

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この論文では、溶液法 (SM) とパルスレーザー蒸着技術 (PLDT) の 2 つのスキームを使用して作製した ZnO 可飽和吸収体 (SA) をベースとしたエルビウムドープファイバーレーザー (EDFL) の性能と安定性を紹介します。 SM を使用して調製された ZnO-SA を含む EDFL は、230 mW のポンプ出力下で 1561.25 nm で発光することが観察されました。ポンプ出力が 22.2 mW から 75.3 mW に増加すると、パルス持続時間は 24.91 μs から 10.69 μs に減少し、パルス繰り返し率は 11.59 kHz から 40.91 kHz に増加します。 75.3 mW のポンプパワーに加えて、ピークパワー、パルスエネルギー、および平均出力パワーは、それぞれ 0.327 mW、2.86 nJ、および 0.18 mW と測定されます。しかし、PLDT ベースの SA がリングキャビティに組み込まれた場合、230 mW のポンプパワーで発光波長が 1568.21 nm に認められます。ポンプパワーが 22.2 mW から 418 mW に増加すると、パルス繰り返し率は 10.79 kHz から 79.37 kHz に増加し、パルス幅は 23.58 µs から 5.6 µs に減少します。さらに、ピーク電力、パルスエネルギー、および平均出力電力は、それぞれ 10.9 mW、74 nJ、および 5.35 mW であることが観察されます。 SM および PLDT を使用して調製された SA に基づく EDFL の安定性も調査されています。著者の知る限り、これは 2 つの実験手法 SM および PLDT ベースの SA に基づいた EDFL の性能と長期安定性の最初の比較です。これらの発見は、PLDT ベースの SA が、従来の SM 技術を使用して調製された SA と比較して、長期間にわたって最適な安定性を提供し、ファイバーレーザーの性能を向上させることを示唆しています。この研究は、パルスレーザー源やフォトニックデバイスにおける潜在的な応用のための超安定SAの開発への道を切り開きます。

パルスファイバーレーザーは、分光法、材料加工、微細加工、医療、通信における潜在的な用途のため、近年大きな注目を集めています1、2、3。レーザーでのパルス形成では、可飽和吸収体 (SA) がキャビティ内に挿入され、レーザーの Q スイッチングやモードロックに主に使用される光損失を変調します。したがって、SAはファイバーレーザーの超短パルス動作を実現するための重要なコンポーネントです。カーボンナノチューブ4,5、グラフェン6、酸化膜ベースのSA7,8、半導体可飽和吸収ミラー(SESAM)9,10、トポロジカル絶縁体11,12などのさまざまなSAが、パッシブモード用のファイバーレーザーやキャビティに実装されています。 -ロックされたパルスの生成。酸化膜の中でもZnO材料は電気的・光学的特性から有力な材料と考えられています。 ZnO は、3.37 eV の直接バンドギャップ 13、最適な熱的、化学的、機械的安定性、低いしきい値電圧、および超高速の回復時間を備えています 14、15、16、17。これらの興味深い特性により、ZnO には短波長光電子デバイス、紫外 (UV) レーザーダイオード、および発光ダイオードへの応用の可能性があります 18。ごく最近では、エルビウム/イッテルビウムをドープしたファイバーレーザーの ZnO ベースの SA が研究者から大きな注目を集めています。理想的な SA の基本的な特性は、長期安定性、高い損傷閾値、速い回復時間、低い飽和強度、最適な変調深さ、レーザーキャビティでの製造と実装の容易さです。複雑な光学的位置合わせ、安定性、複雑な製造プロセス、および環境への影響により、Q スイッチングおよびモードロック動作用の SA の実際の用途が制限されます。ファイバーフェルールへのナノ粒子の堆積 19,20、溶液法 (SM)21,22,23、パルスレーザー堆積技術 (PLDT)24,25 などの多くの実験技術が提案され、Q 用のレーザーキャビティ内に SA を製造することが実証されています。 -光パルスのスイッチングとモードロック。ただし、SM やナノ粒子ベースの技術などの従来の技術を使用して調製された SA は、環境に敏感で損傷閾値が低いため、非常に不安定であり、レーザーキャビティ内で位置合わせすることが困難です。文献では、EDFL の短期安定性が報告されており、光スペクトルの出力パワーが 30 ～ 60 分間測定されました 26、27、28、29。短期間のタイミング安定性は、長期間にわたって一定で安定したパルス動作が必要とされるパルスファイバーレーザーの実際の用途を制限します。この課題に対処するために、まず、連続 5 時間の出力パルス動作のピークツーピーク電圧 (VP-P) の観点から、提案した EDFL の安定性を測定しました。さらに、位置合わせが容易で、レーザーキャビティ内に高い損傷閾値を提供するファイバーレーザー用の安定性の高い SA を製造するための最良のアプローチを特定するために、提案されているさまざまな実験技術の比較が強く望まれています。

この論文では、SM と PLDT を使用して調製された ZnO-SA をベースとした Q スイッチ EDFL の性能と安定性を比較しました。最高のパフォーマンス、最適な安定性、および高い損傷閾値をもたらす技術が特定されました。この研究は、PLDTを使用して製造されたSAに基づくEDFLが、SM技術を使用して製造されたSAと比較して、最も狭いパルス幅、より高い繰り返し率、および高い平均出力電力を生み出すことを示唆しています。さらに、PLDT ベースの SA は、SM 技術を使用して作成された SA と比較して、大きな損傷閾値と長時間にわたる超安定した出力パルス動作を提供すると推測されます。 EDFL の安定性に関する以前の報告とは対照的に、パルス動作の (VP-P) 安定性が議論されています。

現在の研究では、PLD システムを使用して ZnO 薄膜をファイバーフェルール上に直接堆積します。レーザーとターゲット間の相互作用が蒸着プロセスを制御します。高エネルギーレーザービームは、PLD チャンバー内のターゲット材料に焦点を合わせます。レーザービームがターゲットに当たると、目に見えるプラズマプルームが形成され、熱力学の原理に従って周囲に広がり、1 つ以上の結晶方位で基板上に堆積します。レーザーアブレーションは、ターゲット材料の化学量論を維持するため、この技術の最も魅力的な部分です。ターゲットと基板を相対的に静止させておくと、不均一な膜が基板に対して垂直に広がりながら形成されます。ただし、均一な薄膜を得るには、ターゲットと基板の両方を互いに反対方向に回転させます。 PLD 技術は主にヘテロ構造の製造用として認識されていますが、現在ではナノサイズの薄膜の制御と成長にも使用できるようになりました。

ここでは、266 nmで発光するNd:YAGレーザーの第4高調波をZnOターゲットのアブレーションに使用しました。 10 mJ のレーザービームを PLD チャンバー内のターゲットに焦点を合わせ、クレーターの生成を避けるためにターゲット (ZnO) を連続的に回転させました。ファイバーフェルールは、ターゲットの前方 3 cm の距離に設置されました。堆積は 0.05 nm/s の速度で実行され、膜厚は断面 SEM30 を使用してすでに検証および校正されている水晶微量天秤 (QCM) を使用して監視されました。基板 (ファイバーフェルール) の温度は 25 °C に維持され、バックグラウンド真空は 2 × 10-6 mbar でした。 PLD 技術を使用して、厚さ 400 nm の ZnO 薄膜をファイバフェルール上に直接堆積しました。図1a、bでは、ファイバフェルール上にSAが堆積されていないファイバフェルールと、PLDTを使用してZnO薄膜が堆積されたファイバフェルールがそれぞれ示されています。これらの画像はデジタル顕微鏡 (Inskam) を使用して記録されました。

(a) SA なし、(b) PLDT を使用した ZnO 薄膜堆積のあるファイバフェルール。

ZnO薄膜の製造プロセスを図2に示します。ZnO薄膜ベースのSAをレーザーキャビティ内に統合するために、ZnOナノ構造をポリマーベースの薄膜に埋め込みました。 ZnO ナノ粒子は Sigma-Aldrich (USA) から購入し、ZnO 粒子のサイズは ≤ 50 nm の範囲で推定されました。まず、ホストポリマーとしてのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を、１ｇのＰＶＡ粉末を１００ｍｌの蒸留水に添加することによって調製した。 PVA を蒸留水に完全に溶解するために、混合物を 25 °C の温度で磁気撹拌しました。その後、１０ｍｇのＺｎＯナノ粒子を２０ｍｌの溶解したＰＶＡ懸濁液に添加した。最後に、ZnO-PVA 溶液をペトリ皿に注ぎ、パッシブ SA として使用する薄膜を開発するために周囲温度で 1 日間乾燥させました。次に、フィルムの小さな領域を切断し、ファイバーフェルールの表面に貼り付けました。 SAなしのファイバーフェルールとSA薄膜ありのファイバーフェルールをそれぞれ図3a、bに示します。

SM技術を用いたZnO-PVA薄膜の作製プロセス。

(a) 薄膜を堆積させていないファイバーフェルール、および (b) SM 技術を使用して ZnO 薄膜を堆積させたファイバーフェルール。

堆積したZnO薄膜の室温フォトルミネッセンス（PL）スペクトルを図4aに示します。波長 337 nm で発光し、パルスエネルギー 170 μJ、パルス幅 3.5 ns の窒素レーザー (NL100) のビームをフォトルミネッセンスの励起源として使用しました。 390 nm付近に現れるピークは、NBE(ニアバンドエッジ)UV発光と呼ばれる自由励起子再結合または励起子-励起子衝突と相関しています。

(a) ZnO 薄膜の PL スペクトルと (b) ラマンスペクトル。

堆積された ZnO 薄膜のラマン分光分析は、最大出力 50 mW の 532 nm レーザーを備えた Ava Raman を使用して行われました。図4bは、ファイバフェルールの先端に堆積されたZnO薄膜のラマンスペクトルを示しています。波長シフトを伴う分光ピークとそれらに対応するフォノンモードは、文献31、32で報告されているように割り当てられており、図4bの挿入図にリストされています。

ZnO薄膜のEDXスペクトルを図5に示します。ZnO薄膜に存在する主な元素と組成の割合を図5bに示します。 ZnO 薄膜の表面形態は、電界放出走査電子顕微鏡 (FESEM) を使用して研究されました。顕微鏡写真は、図5cに示すように、堆積された薄膜が全体的に非常に滑らかで連続していることを確認します。測定結果は、ZnO 薄膜の純度が良好で、亜鉛が 84.84 wt.%、酸素が 15.16 wt.% であることを示しています。

(a) ZnO 薄膜のエネルギー分散型 X 線スペクトル (b) ZnO 薄膜中に存在する元素の組成比 (c) ZnO 薄膜表面の顕微鏡写真。

図6は、本研究で使用したQスイッチEDFLセットアップの概略図を示しています。 976 nmで放射するシングルモードダイオードレーザーをポンプ源として使用しました。ポンピングされたレーザーの出力は 980/1550 nm の融合波長分割マルチプレクサー (WDM) に結合され、共通ポートは EDF に結合されました。偏波独立型アイソレータ (PI-ISO) を使用して、リングキャビティ内での一方向の光伝播を確保しました。アイソレーターの後、ZnO-SA がレーザーキャビティに組み込まれました。その後、90:10 出力カプラーを使用して光を 2 つの部分に分割しました。 90% がリングキャビティに伝播し、10% が分析に使用されました。出力パワーは、光パワーメーター（Thorlabs）を使用して測定されました。 RFスペクトルは、5 GHz InGaAsフォトダイオード(Thorlabs: DET08CFC/M)を介してRFスペクトルアナライザ(GW INSTEK、GSP-9330)を使用して記録されました。光スペクトルは、600 ～ 1700 nm の波長範囲をカバーする最小分解能 0.02 nm の光スペクトルアナライザ (YOKOGAWA、AQ6370D) によって記録されました。デジタルオシロスコープ (GW INSTEK、GDS-3504) も、パルス列特性の分析に 5 GHz InGaAs フォトダイオード (Thorlabs: DET08CFC/M) を通して使用しました。

ZnO-SAをベースとしたQスイッチエルビウムドープファイバーレーザーの実験的配置。 WDM 波長分割マルチプレクサ、EDF エルビウムドープファイバ、ISO 光アイソレータ、PD フォトダイオード、PM パワーメータ、ZnO-SA 酸化亜鉛可飽和吸収体、Osc オシロスコープ、OSA 光スペクトラムアナライザ、ESA 電気スペクトラムアナライザ。

Q スイッチ EDFL の CW 動作は、11.2 mW の低いポンプしきい値で観察されます。ただし、SM および PLDT ベースの ZnO-SA をレーザーキャビティに組み込むと、22.2 mW でパッシブ Q スイッチパルス動作が観察されます。図 7 は、ポンプ出力 230 mW で SM (青の実線) と PLDT (黒の実線) を使用して調製された、ZnO-SA を備えた連続モード (赤の実線) の Q スイッチ EDFL の典型的な光スペクトルを示しています。 SA を使用しない場合の発振波長スペクトルの 3 dB 帯域幅は 0.4 nm で、中心波長は 1572.37 nm です。ただし、SM を使用して製造された SA の 3 dB 帯域幅は、中心波長 1561.25 nm で 1.7 nm、PLDT を使用して製造された SA の場合は中心波長 1568.21 nm で 1.1 nm です。この光スペクトルの 0.4 nm から 1.1 および 1.7 nm への広がりは、より多くのフーリエスペクトル成分が必要なため、レーザー動作が CW モードからパルス動作に変化したことを示しています 33,34。さらに、SMとPLDTを使用して調製したSAをレーザーキャビティに挿入すると、中心波長で11.12 nmと4.16 nmのブルーシフトがそれぞれ観察されます。レーザーキャビティ内に SA を挿入すると、高い光損失が発生し、これらの損失を克服するためにより多くの利得が得られるため、波長がより短い波長領域に向かって変化します。

SAなしのEDFL（赤の実線）と、SM（青の実線）およびPLDT（黒の実線）を使用して調製したSAの場合の測定された光スペクトル。

PLDTを使用して調製されたSAについて、22.2〜418 mWの範囲のポンプ電力の関数としてのパルス繰り返し率とパルス持続時間が、それぞれ図8a、bに示されています（青い丸）。同様に、ポンプパワー22.2〜75.3 mWの下で、SM技術を使用して調製されたSAのパルス繰り返し率とパルス幅のデータが図8a、bに示されています。

(a) SM (赤白丸) と PLDT (青黒丸) を使用して作成された SA のパルス繰り返し率、および (b) SM (赤白丸) と PLDT (青黒丸) を使用して作成された SA のパルス幅を関数として測定ポンプパワーの。

これらの結果は、SM と PLDT を使用して準備された SA では、Q スイッチング動作が 22.2 mW ポンプパワーで開始することを示しています。 PLDT を使用して製造された SA の場合、ポンプ出力が 22.2 mW から 418 mW に増加すると、パルス繰り返し率は 10.79 kHz から 79.37 kHz に増加しますが、パルス持続時間は 23.58 μs から 5.6 μs に減少します。一方、SM 技術を使用して調製された SA では、ポンプ出力が 22.2 mW から 75.3 mW に増加すると、パルス繰り返し率が 11.59 kHz から 40.91 kHz に増加しますが、パルス持続時間は 24.91 μs から 10.69 μs に減少します。 SM と PLDT を使用して準備された SA のポンプ出力がそれぞれ 75.3 mW と 418 mW までさらに増加すると、Q スイッチ動作が消失し、連続波動作が現れます。

283 mW のポンプ出力で、PLDT を使用して調製された SA の RF スペクトルが図 9a に示されています。 RF スペクトルは、1 kHz の分解能帯域幅と 10 Hz のビデオ帯域幅を使用して測定されました。 PLDT を使用して作成された SA の測定 RF スペクトルから、2 MHz の周波数スパンで 30 の周波数高調波が観測され、基本周波数のピークは 65.45 kHz で観測されます。さらに、PLDTを使用して準備されたSAの測定RFスペクトルの信号対雑音比（SNR）は48 dBです（図9aの挿入図を参照）。一方、75.3 mWの固定ポンプパワーで、SM技術を使用して調製されたSAのRFスペクトルが図9bに示されています。 SM 技術を使用して作成された SA では、10 の周波数高調波が 1 kHz の分解能帯域幅、10 Hz のビデオ帯域幅、および 200 kHz の周波数スパンで観察されます。 SM 技術を使用して作成された SA では、基本周波数は 19.34 kHz、SNR は 34 dB であることが観察されます。 PLDT 技術を使用して調製された SA のより高い SNR は、SM 技術を使用して調製された ZnO-SA に基づく EDFL の安定性と性能がより優れていることをさらに裏付けています。

(a) 周波数スパン 2 MHz、分解能帯域幅 1 kHz、ビデオ帯域幅 10 Hz での PLDT、および (b) 周波数スパン 200 kHz、分解能帯域幅 1 kHz、ビデオ帯域幅 10 Hz での SM 技術を使用して準備された SA の測定された RF スペクトル。挿入図は、ポンプ出力 45.7 mW での SNR を示しています。

PLDTを使用して準備されたSAについて、ポンプパワー283mWで測定された光パルス列が図10aに示されており、最小パルス持続時間は8.52μsであることがわかります。 283 mW のポンプ電力でのパルス間隔は 15.2 μs であることが観察され、これは 65.78 kHz の繰り返し率とよく一致します。図10bでは、ポンプパワー45.7mWでSM技術を使用して製造されたSAについて測定された光パルス列が示されており、最小パルス持続時間は14.99μsであることがわかります。一方、45.7 mW のポンプパワーでは、パルス間隔は 51.22 μs であることがわかり、これは 19.31 kHz の繰り返し率によく対応します。

(a) ポンプパワー 283 mW の PLDT を使用して準備された SA に基づく EDFL の測定パルス列 (b) ポンプパワー 45.7 mW の SM 技術。

ここで、SM 技術を使用して作成された SA の場合、ポンプ出力が 75.3 mW に近づくと、EDFL の Q スイッチング動作が消失し、CW 動作が始まることに言及することが重要です。ただし、PLDT で製造された SA は最大 418 mW まで許容します。最大パワーを発揮し、安定した Q スイッチパルス動作が維持されます。一方、励起パワーが 418 mW を超えると、Q スイッチングが消失し、CW 動作が始まります。この動作は、ファイバーレーザー用の堅牢で安定した信頼性の高い SA の製造において、SM 技術よりも PLDT の有効性を示しています。

両方の SA を備えた EDFL の平均出力パワーを図 11 に示します。SM 技術の場合、最大平均出力パワーは 75.3 mW のポンプパワーで 0.18 mW です。ＰＬＤＴを使用して調製されたＳＡでは、４１８ｍＷのポンプパワーで５．３５ｍＷの平均出力パワーが観察された。

SM (白抜きの赤丸) および PLDT (実線の青丸) を使用して準備された SA の平均出力パワーとポンプパワーの測定値。

SM 技術ベースの SA では、パルスエネルギーとピークパワーはそれぞれ 2.86 nJ と 0.327 mW であることがわかります。 PLDT を使用して調製された SA では、418 mW ポンプパワーで 74 nJ および 10.9 mW ピークパワーのパルスエネルギーが観察されます。結果を図１〜３に示す。図１１および１２は、ＰＬＤＴを使用して調製されたＳＡに基づくＥＤＦＬが、ＳＭ技術を使用して調製されたＳＡよりも高い出力電力を生成し、より良好な飽和耐性を提供することを明らかにする。

SM (赤白丸) および PLDT (青黒丸) を使用して調製された SA の、(a) パルスエネルギーと (b) ピークパワーをポンプパワーの関数として測定しました。

SM および PLDT を使用して調製された SA による EFDL の安定性を調べるために、SA は固定ポンプ出力 45.7 mW で 3 ～ 5 時間連続的に曝露されます。 EDFLによって生成された光パルスの平均出力パワー、パルス持続時間、パルス繰り返し率、およびVP-Pデータが継続的に記録され、図1〜3に示されています。 13、14、15。

SM および PLDT を使用して準備された SA の時間の関数として測定された平均出力電力。

SM (赤丸) および PLDT (青丸) を使用して調製した SA の時間の関数として測定された VP-P。

SM と PLDT を使用して準備された SA について、(a) パルス繰り返し率と (b) パルス持続時間を時間の関数として測定しました。

SM および PLDT を使用して調製された SA に基づく EDFL の安定性が調査され、光パルスのピークツーピーク電圧がオシロスコープを使用して記録されました。まず、コンピューターに接続されたパワーメーターを使用して両方の SA の出力電力を連続 3 時間測定しましたが、両方のデータセットが時間の関数として同様の動作を示したため、大きな違いは認められませんでした。 SM と PLDT を使用して準備された SA について、固定ポンプ出力 45.7 mW での平均出力パワーを時間の関数として図 13 に示します。文献では、ファイバーレーザーの安定性は、光スペクトルの出力パワーを測定することによって調査されています26、27、28、29、35。

私たちには (図 13 を参照)、パルス列で観察された不安定性は出力パワーには現れていないようです。パルス不安定性の問題を解決するために、オシロスコープを使用して SM および PLDT を使用して準備された SA の VP-P を記録しました。その結果を図 1 と 2 に示します。図 14 は、最初の VP-P が SM 技術を使用して調製された SA では 890 nV、PLDT を使用して調製された SA では 1.01 mV であることを示しています。次に、SM アプローチを使用して調製された SA では VP-P のわずかな増加が認められ、17 分後には最大値の 1.07 mV に達しましたが、PLDT を使用して製造された SA では有意な差は認められません。最適値の 1.07 mV に達すると、VP-P は次の 74 分間で最大 776 nV まで低下しますが、PLDT に基づく SA の場合、出力電圧は安定したままです。さらに、次の 120 分間、SM 技術を使用して調製された SA では VP-P の急速な減少が認められましたが、PLDT ベースの SA ではそのような不安定性は測定されませんでした。これらの結果は、SM 技術を使用して調製された SA では、VP-P が継続的に減少し、330 分後に最終的にゼロに近づくことを示しています。この時点で、SM ベースの SA ではパルスが完全に消失しましたが、PLDT ベースの SA では VP-P はまだ安定したままです。

SM と PLDT を使用して準備された SA の測定された RF 線幅とパルス幅の比較を、それぞれ図 15a、b に示します。最初、繰り返し率は減少しますが、その後増加傾向が観察され、SM 技術を使用して製造された SA では、5 時間の間に繰り返し率は 18 kHz から 26 kHz まで変化します。ただし、PLDT を使用して調製された SA では、繰り返し率に大きな変化は認められませんでした。この SA の最小繰り返しレートと最大繰り返しレートは、それぞれ 21.17 kHz と 21.57 kHz であると測定されました (図 15a を参照)。さらに、SMとPLDTを使用して作成されたSAに基づくEDFLのパルス幅データをさらに比較し、図15bに示します。このデータは、SM アプローチを使用して作成された SA では、パルス幅が 18 ～ 20 μs で変化することを示しています。ただし、PLDT を使用して作成された SA では、最小および最大パルス幅はそれぞれ 17.2 ～ 17.9 μs であることがわかりました。このデータはさらに、PLDT が従来の SM 技術と比較してはるかに優れた安定した光パルスを提供することを示唆しています。

結果を図２〜３に示す。図１４および１５は、ＰＬＤＴを使用して調製されたＳＡの安定性を確認する。 PLDT を使用して調製された SA の安定性が向上したのは、SA の製造プロセスに起因すると考えられます。 PLD による薄膜の堆積中、原子/イオンは非常に優れた接着力で、追加の不純物を含まずにファイバーフェルール上に堆積されます。 PVA など PLDT では、追加の化学薬品を使用せずに接着力が向上し、制御環境下でファイバーフェルール上に ZnO が直接成長するため、SA の安定性が向上します。

要約すると、SM および PLDT 技術を使用して調製された ZnO-SA に基づく受動的 Q スイッチ EDFL を実証しました。両方のアプローチを使用して準備された SA のパルス持続時間、繰り返し率、平均出力パワー、ピークエネルギー、パルスエネルギー、および安定性が測定されました。これらの結果は、SM 技術を使用して調製された SA では、ポンプ出力が 22 mW から 75.3 mW に増加するにつれて、パルス繰り返し率が 11.59 kHz から 40.91 kHz に増加し、パルス持続時間が 24.91 μs から 10.69 μs に減少することを示唆しています。 75.3 mW のポンプパワーに加えて、ピークパワー、パルスエネルギー、平均出力パワーはそれぞれ 0.327 mW、2.86 nJ、0.18 mW であることが観察されます。一方、PLDT ベースの SA がリングキャビティに組み込まれた場合、ポンプパワーが 22.2 mW から 418 mW に増加すると、パルス繰り返し率は 10.79 kHz から 79.37 kHz に増加し、パルス幅は 23.58 μs から 5.6 μs に減少しました。。ピーク電力、パルスエネルギー、および平均出力電力は、それぞれ 10.9 mW、74 nJ、および 4.65.35 mW であることが観察されます。さらに、最初に、SM と PLDT を使用して調製された SA に基づく EDFL のパルス安定性を、ピークツーピーク電圧に関して 5 時間以上測定し、比較しました。 PLDT を使用して調製された SA では、ピークツーピーク電圧、パルス幅、繰り返し率が長期間にわたって安定していることが明らかになりました。また、パルス列のピークツーピーク電圧の安定性を測定しない限り、EDFL の安定性研究は信頼できないと結論付けることもできます。この研究はさらに、PLDT がフォトニクス応用の可能性があるため、超安定 SA の製造に有望な技術であることを示唆しています。

現在の研究中に使用および/または分析されたデータセットは、合理的な要求に応じて責任著者から入手できます。

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イスラマバードの国立物理学センターの原子・レーザー物理学研究所でファイバーレーザーの開発に資金援助を提供してくださったパキスタン計画委員会とパキスタン科学アカデミー（PAS）に感謝します。

国立物理学センター、クエイド・イ・アザム大学キャンパス、イスラマバード、45320、パキスタン

ハルーン・アスガー、リズワン・アーメッド、リズワン・アジュマル、ゼシャン・A・ウマル、M・アスラム・ベイグ

ユニバーシティ・カレッジ・コーク、物理学およびティンダル国立研究所、ウェスタン・ロード、コーク、アイルランド

ジョン。 G.マキナニー

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HA: 概念化、方法論、執筆 - 原案、調査、検証、視覚化、RA: レビューと編集、調査、特性評価、RA: 調査、ZAU: 特性評価、JGM: レビューと資金提供、MAB: 監督。

ハルーン・アスガーへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Asghar、H.、Ahmed、R.、Ajmal、R. 他。パルスレーザー蒸着技術によって製造された可飽和吸収体を使用して、エルビウムドープファイバーレーザーの安定性を改善します。 Sci Rep 12、20267 (2022)。 https://doi.org/10.1038/s41598-022-23511-3

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受信日: 2022 年 5 月 10 日

受理日: 2022 年 11 月 1 日

公開日: 2022 年 11 月 24 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-23511-3

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