カーボンで記録的な2μm超高速レーザの波長可変を実現

モードロックレーザは、多くの科学的、工学的分野で有効な重要ツールである、たとえば光通信、計測、生体イメージング、固体物理学研究などである。超高速ファイバレーザの多くの性能指数（ピークパワー、パルスエネルギー、パルス幅）の中で、波長可変性は非常に価値がある。周波数コム生成、分子吸収ライン検出、時間分解分光学では、エンドユーザーにとってアプリケーションの柔軟性が非常に大きくなるからである。
　一般的な利得材料と可飽和吸収体の帯域が限られているため、モードロックレーザは通常、かなり可変範囲が狭い。例外はチタンサファイア（Ti：Sapphire）レーザで、これは超高速科学の主力製品である。とはいえ、これらのレーザの動作は一般に1μm以下の波長範囲である。1μmを超える波長チューニング機能を利用するには非線形波長変換デバイス、たとえば光パラメトリックオシレータ（OPO）、あるいは増幅器（OPA）を市販のTi：Sapphireレーザの標準的拡張として用いる。しかし設置面積が比較的大きく、保守が面倒であるため、フィールド導入アプリケーションでは、その適用は著しく制限されてきた。

カーボンベースの可変性

2μm程度の広い発光帯域幅を持つ利得材料が過去10年で急速に成熟してきた。中国の南京大の研究者が先頃、非線形ディラック半金属を用いて中赤外（3 ～ 6μm）で動作するレーザを実証し、彼らは今は、カーボンベースのナノマテリアルを使い、コンパクトでローコストの2μmレーザ発振器で記録的なチューニング範囲を可能にしている（1）。特に、彼らが開発したカーボンナノチューブ（CNT）ベースのツリウム／ホロミアム（Tm/Ho）ファイバレーザは、1860 ～ 2060nmまでの200nmで連続可変である。これは、知られる限りで、パッシブモードロックファイバレーザ発振器で、これまでに達成された最も広い可変範囲である。

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出典元
https://ex-press.jp/wp-content/uploads/2017/11/P12_wn2.pdf