चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) के शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम) में अंतरिक्ष और अंतरिक्ष यात्री लेजर प्रौद्योगिकी और सिस्टम विभाग की एक शोध टीम ने हाल ही में पहली बार कम पुनरावृत्ति दर, पूरी तरह से पूर्वाग्रह की सूचना दी है- 915 एनएम तरंग दैर्ध्य बैंड में नौ-गुहा फाइबर लेजर का संरक्षण। संबंधित शोध परिणाम ऑप्टिक्स एक्सप्रेस में "कम पुनरावृत्ति दर 915 एनएम आंकड़ा -9 ऑल-फाइबर संरचना के साथ अल्ट्राफास्ट लेजर" शीर्षक के तहत प्रकाशित किए गए थे।
सिलिकॉन-आधारित डिटेक्टरों पर उनकी उच्च प्रतिक्रिया के कारण 900 एनएम के करीब तरंग दैर्ध्य वाले लेजर को ऑप्टिकल माप के क्षेत्र में पसंद किया जाता है। इस तरंग दैर्ध्य पर कम-भारी-आवृत्ति फाइबर लेजर उड़ान के समय (टीओएफ) में धुंधली दूरी को प्रभावी ढंग से कम कर सकते हैं, और साथ ही इसमें अच्छी बीम गुणवत्ता, कॉम्पैक्ट संरचना और दीर्घकालिक स्थिरता की विशेषताएं होती हैं, जो अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक आदर्श प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, एकल-मोड फाइबर के मजबूत फैलाव और गैर-रैखिक प्रभाव के कारण, लेजर के लिए लंबी फाइबर गुहा में एकल-पल्स ऑपरेशन को प्राप्त करना मुश्किल होता है। इसलिए, पारंपरिक मोड-लॉक फाइबर लेजर की पुनरावृत्ति आवृत्ति आमतौर पर दसियों से सैकड़ों मेगाहर्ट्ज तक सीमित होती है।
चित्र 1. 915 एनएम कम-दोहराव-आवृत्ति पूरी तरह से पूर्वाग्रह-संरक्षित नौ-गुहा फाइबर लेजर का प्रायोगिक सेटअप
उपरोक्त समस्याओं के समाधान के लिए, शोधकर्ताओं ने 915 एनएम के केंद्र तरंग दैर्ध्य के साथ एक कम-दोहराव-आवृत्ति पूरी तरह से पूर्वाग्रह-संरक्षित नौ-गुहा फाइबर लेजर का प्रस्ताव रखा। लेजर संरचना को डिजाइन और अनुकूलित करके, कम भारी आवृत्ति पर एक उच्च-ऊर्जा एकल-पल्स आउटपुट प्राप्त किया गया था। अनुकूलित बीज को एक चरण द्वारा प्रवर्धित किया गया था, और 15.2 पीएस की पल्स चौड़ाई और 4.7 एनजे की एकल-पल्स ऊर्जा के साथ 3.1 मेगाहर्ट्ज की पुनरावृत्ति आवृत्ति पर एक पल्स आउटपुट प्राप्त किया गया था। लेज़र के मोड-लॉक प्रदर्शन की पुष्टि लंबे समय तक शक्ति और वर्णक्रमीय स्थिरता परीक्षणों द्वारा की गई है। यह कॉम्पैक्ट और दीर्घकालिक विश्वसनीय फाइबर लेजर भविष्य के अंतरिक्ष लेजर रेंजिंग के लिए एक आशाजनक प्रकाश स्रोत है।
चित्र 2. आवृत्ति और समय डोमेन में आउटपुट पावर और स्पेक्ट्रम और पल्स आउटपुट विशेषताओं का दीर्घकालिक स्थिरता परीक्षण।
