Волоконный ВКР-лазер с длиной волны 1.48 мкм для сверхбыстрого отогрева криоконсервированных микрообъектов

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Продемонстрирован каскадный ВКР-лазер на основе фосфосиликатного волокна с длиной волны 1475 нм и миллисекундными импульсами с энергией 8.5 мДж, предназначенный для сверхбыстрого лазерного отогрева витрифицированных микроскопических образцов с линейным размером ~100 мкм, к которым относятся преимплантационные эмбрионы. Накачка лазера осуществляется иттербиевым волоконным лазером с импульсным режимом работы, который задается модуляцией тока лазерных диодов. Рассмотрены спектрально-мощностные и временные характеристики излучения. Максимальная мощность ВКР-генерации на центрах P2O5 ограничивается конкурирующим процессом рассеяния на центрах SiO2 в фосфосиликатном волокне.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Е. А. Евменова

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Author for correspondence.
Email: evmenovaea@iae.nsk.su
Russian Federation, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 1, 630090

А. Г. Кузнецов

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Email: evmenovaea@iae.nsk.su
Russian Federation, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 1, 630090

К. А. Окотруб

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Email: evmenovaea@iae.nsk.su
Russian Federation, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 1, 630090

И. Н. Немов

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Email: evmenovaea@iae.nsk.su
Russian Federation, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 1, 630090

С. А. Бабин

Институт автоматики и электрометрии СО РАН; Новосибирский государственный университет

Email: evmenovaea@iae.nsk.su
Russian Federation, Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 1, 630090; Новосибирск, ул. Пирогова, 1, 630090

References

  1. Lefort C. J. Phys. D: Appl. Phys., 50, 423001 (2017).
  2. Gottschall T., Meyer T., Baumgartl M., Jauregui C., Schmitt M., Popp J., Limpert J., Tünnermann A. Laser Photonics Rev., 9, 435 (2015).
  3. Lim H., Jiang Y., Wang Y., Huang Y., Chen Z, Wise F.W. Opt. Lett., 30, 1171 (2005).
  4. Jang T.H., Park S.C., Yang J.H., Kim J.Y., Seok J.H., Park U.S., Choi C.W., Lee S.R., Han J. Integr. Med. Res., 6, 12 (2017).
  5. Амстиславский С.Я., Брусенцев Е.Ю., Окотруб К.А. Онтогенез, 46, 67 (2015).
  6. Seki S., Mazur P. Cryobiology, 59, 75 (2009).
  7. Jin B., Kleinhans F.W., Mazur P. Cryobiology, 68, 419 (2014).
  8. Khosla K., Wang Y., Hagedorn M., Qin Z., Bischof J. ACS Nano, 11, 7869 (2017).
  9. Deng R.R, He Y.Q., Qin Y., Chen Q.D., Chen L. Remote Sens., 16, 192 (2012).
  10. Angell C.A., Rodgers V. J. Chem. Phys., 80, 6245 (1984).
  11. Dong L., Matniyaz T., Kalichevsky-Dong M.T., Nilsson J., Jeong Y. Opt. Express, 28, 16244 (2020).
  12. Thipparapu N.K., Wang Y., Wang S., Umnikov A.A., Barua P., Sahu J.K. Opt. Mater. Express, 9, 2446 (2019).
  13. Liu Z., Jin X., Su R., Ma P., Zhou P. Sci. China Inf. Sci., 62, 41301 (2019).
  14. Supradeepa V.R., Feng Y., Nicholson J.W. J. Opt., 19, 023001 (2017).
  15. Курков А.С., Дианов Е.М. Квантовая электроника, 34, 881 (2004) [Quantum Electron., 34, 881 (2004)].
  16. Злобина Е.А., Каблуков С.И., Бабин С.А. Квантовая электроника, 46, 1102 (2016) [Quantum Electron., 46, 1102 (2016)].
  17. Lobach I.A., Kablukov S.I., Babin S.A. Opt. Lett., 42, 3526 (2017).
  18. Wang J., Hu J., Zhang L., Gu X., Chen J., Feng Y. Opt. Express, 20, 28373 (2012).
  19. FORC-Photonics, «Phosphorus Doped Fiber PDF-5/125»; https://www.forc-photonics.ru/en/fibers_and_cables/P_doped_fibers/1/114/.
  20. Абдулина С.Р., Власов А.А., Бабин С.А. Квантовая электроника, 40, 259 (2010) [Quantum Electron., 40, 259 (2010)].
  21. Dong J., Zhang L., Zhou J., Pan W., Gu X., Feng Y. Opt. Lett., 44, 1801 (2019).
  22. Huo Y., Brown R.T., King G.G., Cheo P.K. Appl. Opt., 43, 1404 (2004).
  23. Paschotta R., Nilsson J., Tropper A.C., Hanna D.C. IEEE J. Quantum Electron., 33, 1049 (1997).
  24. Agrawal G.P. Nonlinear Fiber Optics (Acad. Press, 2019).
  25. Babin S.A., Zlobina E.A., Kablukov S.I., Podivilov E.V. Sci. Rep., 6, 22625 (2016).
  26. Babin S.A., Churkin D.V., Ismagulov A.E., Kablukov S.I., Podivilov E.V. J. Opt. Soc. Am. B, 24, 1729 (2007).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig.1. Scheme of a cascade Raman laser with pulsed radiation: IPPT – direct current power source; MT – current modulator; GS – signal generator; LD – laser diodes; FBG – fiber Bragg grating (inset – signal from the diode current modulator).

Download (127KB)
Indexing metadata
3. Fig.2. Output parameters of the Raman laser: a – average output power depending on the length of the phosphosilicate fiber for spectral components with different wavelengths; b – spectrum for a phosphosilicate fiber length of 700 m and an output reflectance of 4%.

Download (413KB)
Indexing metadata
4. Fig.3. Calculated distributions of the average IVL pump power (black curve), forward lasing (blue curve) and backward lasing (red curve) along the ytterbium fiber (a); average generation power measured before (black squares) and after (open squares) the insulator, as well as the calculated output power (solid line) for a ytterbium fiber length of 12.5 m (circles show the power of ventilation with FBGs recorded in the SM-GDF-5 fiber/ 130) (b); output spectrum before (dashed curve) and after (solid curve) the insulator with an average generation power of 3.8 W (v).

Download (194KB)
Indexing metadata
5. Fig.4. Output spectra of Raman laser generation at average IVL powers of 1.5 (a), 2.8 (b) and 3.8 W (c), as well as output radiation power at wavelengths 1063 (triangles), 1113 (diamonds), 1234 (squares) and 1475 nm (circles) depending on the power of ventilation (g).

Download (313KB)
Indexing metadata
6. Fig.5. Oscillograms of a pump pulse at a wavelength of 1063 nm (a) and SRS generation at a wavelength of 1475 nm (b); leading edge of the pump pulse (c) and SRS generation (d).

Download (125KB)
Indexing metadata

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).