Q-switching adalah teknik yang terkenal untuk menghasilkan sub-microsecond-order pulsa dari rongga laser. Q-switching dapat diinduksi oleh rongga modulasi faktor-Q. Dalam beberapa tahun terakhir, berbagai macam absorbable saturable (SAs) telah digunakan dalam laser serat untuk mendapatkan pulsa laser Q-switched secara pasif. Semicon-mirror dector saturable absorber mirror (SESAMs), karbon nano dinding tunggal tabung (SWCNTs) telah dipelajari dan ditunjukkan secara luas dalam laser serat Q-switched pasif.
Laser serat erbium Q-switched stabil (EDFL) memancarkan pada 1560 nm yang ditunjukkan dengan menggunakan bahan molibdenum sulfida (MoS2) yang dilapisi ke sisi-bentuk serat sebagai saturable absorber (SA). Dengan memasukkan MoS2 SA ke dalam rongga laser, output kereta pulsa Q-switching yang stabil dipusatkan pada 1560 nm, diamati pada ambang batas daya pompa 14,9 mW. Sebagai pompa kekuatan secara bertahap, meningkat dari 14,9 ke 50,5 mW, laju pengulangan pulsa yang dihasilkan meningkat dari 31,1 kHz menjadi 75,5 kHz, sementara lebar pulsa berkurang dari 14,52 μs hingga 6,76 μs. Di bawah daya pompa 50,5 W, daya output rata-rata 2,47 W dan energi pulsa 32,7 nJ diperoleh. SA berbasis MoS2 ini sederhana, kuat, dan andal dengan demikian cocok untuk membuat sumber laser pulsa portabel.
Laser Serat Mos2 Bentuk Fiber
Serat laser memulai Q-switching di atas daya pompa 14,9 mW. Penggabungan perangkat SA di dalam rongga laser, menghasilkan operasi EDFL yang bergeser dari 1563 nm ke panjang gelombang lebih pendek dari 1560 nm. Ini disebabkan oleh peningkatan kehilangan rongga dan dengan demikian laser bergeser ke daerah panjang gelombang yang lebih pendek, yang memiliki keuntungan lebih tinggi untuk mengkompensasi kerugian. Dapat kita ketahui, bahwa laju pengulangan pulsa adalah 42,9 kHz, sesuai dengan periode pulsa 23,3 μs.
Jejak osiloskop juga menunjukkan konsistensi kereta pulsa baik dalam pola dan amplitudo selama periode 1000 μs. Frekuensi dasar adalah 42,9 kHz, sesuai dengan frekuensi kereta pulsa, dan memiliki rasio signal to noise (SNR) yang tinggi dari 68 dB. Ada beberapa harmonik dalam rentang 300 kHz. Penelitian menyelidiki kinerja laser Q-switched atas variasi dari daya pompa input. EDFL Q-switch awal, seperti pompa input naik di atas 14,9 mW dan tetap stabil hingga 50,5 mW.
Tingkat pengulangan Q-switched meningkat dari 31,1 kHz hingga 75,5 kHz, meniru karakteristik laser Q-switched yang khas. Lebar pulsa Q-switched menyusut dari 14,52 μs menjadi 6,76 µs, karena daya pompa meningkat dari 14,9 mW menjadi 50,5 mW. Namun, karena daya pompa semakin meningkat di atas 50,5 mW, operasi Q-switching menjadi tidak stabil dan menjadi hilang pada daya pompa lebih tinggi. Daya output meningkat hampir secara linear dari 0,51 mW menjadi 2,47 mW. Sementara itu, energi naik dari 16,3 nJ menjadi 32,7 nJ karena daya pompa meningkat dari 14,9 mW hingga 50,5 mW.
Untuk memverifikasi bahwa kereta pulsa yang dihasilkan berasal dari serat sisi yang dipoles, dilapisi MoS2 SA dan bukan dari resonator self-mod lation, peneliti menghapus perangkat SA dari rongga laser dan mengulangi percobaan tanpa itu. Peneliti meningkatkan daya pompa hingga mencapai maksimum 136 mW, tetapi tidak ada kereta pulsa yang diamati. Pengamatan ini menegaskan pulsa EDFL diinduksi oleh MoS2 yang diusulkan SA. Tercatat bahwa tidak ada kerusakan optik yang diamati pada perangkat SA selama menjalankan laser.
Penelitian ini menunjukkan Q-switched EDFL dalam rongga cincin menggunakan MoS2 dilapisi ke permukaan serat bentuk-D. MoS2 SA memiliki kerugian pemasangan sekitar 3 dB di wilayah operasi Q-switched (1560 nm), dan mampu memprakarsai EDFL Q-switched yang stabil dalam pompa input kekuatan 14,9 mW hingga 50,5 mW. Dalam rentang daya pompa ini, yang tertinggi laju pengulangan pulsa 75,5 kHz, dan lebar pulsa terpendek 6,76 μs diperoleh. Energi pulsa maksimum 32,7 nJ diperoleh pada daya pompa 50,5 mW. SNR dari spektrum RF adalah 68 dB yang menunjukkan stabilitas dari laser.
Penulis: Retna Apsari
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
