Récemment, l’équipe de recherche du professeur Xiaohui Li de l’Université normale du Shaanxi a fabriqué une section de fibre double-trou double cœur γ-MnO2 en combinant le γ-MnO2 avec une fibre spéciale, une fibre paire-trou double cœur, mesurant son non linéaire courbe d’absorption, et l’a utilisé comme absorbeur saturable pour produire un laser à verrouillage de mode tout-fibre, qui a atteint une largeur d’impulsion d’environ 1 ps et une fréquence de répétition d’environ 600 MHz.
Les expériences montrent que ce schéma de fabrication a une bonne stabilité et convient à la combinaison d’autres nouveaux matériaux avec des fibres spécialisées, ce qui élargit considérablement les applications des fibres spécialisées dans l’optique et la détection ultrarapides.
Étant donné que les fibres spéciales ont d’excellentes propriétés, l’utilisation de telles propriétés peut élargir la portée des applications des fibres spéciales. Le groupe de Li a accumulé une certaine expérience technique dans les propriétés optiques non linéaires de nouveaux matériaux, mais comment maintenir les propriétés non linéaires stables et reproductibles reste une recherche précieuse. Le trou de la fibre est rempli d’une concentration appropriée de γ-MnO2, la longueur du remplissage est contrôlée et les deux extrémités sont fusionnées à une fibre monomode, complétant ainsi un dispositif de modulation optique étanche.
La réussite de la mise en œuvre de ce schéma dépend de deux points : la sélection de fibres optiques spéciales et de nouveaux matériaux d’une part, d’autre part la maîtrise du processus de remplissage.
La fibre à deux cœurs et paires de trous a été choisie en raison de sa structure avec les caractéristiques associées aux fibres à cristaux photoniques, qui peuvent supporter une transmission laser de puissance plus élevée ; le plus grand diamètre du trou et la proximité du noyau central, ce qui favorise l’intégration avec le matériau et l’interaction brutale entre la lumière et le matériau ; le noyau latéral positionné à l’écart du trou et le noyau central, ce qui a moins d’impact sur la transmission lumineuse.
Et le diamètre du noyau central n’est pas très différent de la fibre monomode commune, ce qui peut réduire la difficulté d’épissage par fusion et réduire la perte de fusion.
Le γ-MnO2 est choisi comme matériau de remplissage principalement en raison de sa petite bande interdite, d’une large gamme de bandes d’absorption intrinsèques et de sa structure de type oursin avec une meilleure interaction lumineuse et d’excellentes caractéristiques d’absorption de saturation. De plus, le prix est relativement bas et adapté à la fabrication en série.
Dans le processus de remplissage, de l’éthanol anhydre est utilisé comme solvant, dans lequel une quantité appropriée du nouveau matériau est dissoute pour préparer une dispersion homogène, qui est ensuite remplie en utilisant le phénomène capillaire. Il est à noter que la concentration de la dispersion est directement liée à l’efficacité du remplissage.
Les résultats obtenus à partir des expériences sont fondamentalement conformes aux attentes, mais certains détails doivent encore être améliorés, tels que l’effet de la température sur l’effet de remplissage pendant le processus de remplissage et l’effet de la taille du trou sur l’effet de remplissage, etc. Avec la solution à ces problèmes, à terme, ce schéma aura une norme stricte, ce qui lui confère une bonne répétabilité et peut être appliqué à davantage de scénarios.
L’étude est publiée dans la revue Science ultrarapide.
Plus d’information:
Xiaohui Li et al, Fibre double cœur γ-MnO2 haute performance pour la photonique ultrarapide, Science ultrarapide (2023). DOI : 10.34133/science ultrarapide.0006
Fourni par Ultrafast Science