Suorituskykyinen näkyvä valo holmium-seostettu all-kuitulaser

Suoraan näkyvän valon tuottaminen kompakteista kuitulasereista samalla kun korkeat tuotantoominaisuudet säilyttävät, on aina ollut tutkimusaihe lasertekniikassa. Täällä Ji et ai. Ehdotti menetelmää kaksoisaaltopituuslaserien kehittämiseksi käyttämällä viritysmekanismia holmium-seostetuissa ZBLAN-fluoridilasikuituissa ja saavutti kokeellisesti kaikkien kuitulaserien suuren tuotosten suorituskyvyn, etenkin syvällä punaisella kaistalla alle 640 nm: n pumppaus. Erityisesti maksimaalinen jatkuva aallonlähtöteho 271 MW saavutettiin 750 nm: llä kaltevuustehokkuudella 45,1%, mikä on korkein suora lähtöteho, joka on tallennettu kaikissa kuitulasereissa, joiden ytimen halkaisija on alle 10 μm syvän punaisella kaistalla. Lisäksi tutkijat kehittivät 640 nm: n laserilla 1,2 μm: n kuitulaserin. Tutkijat tutkivat laajasti korrelaatiota näiden kahden laserin tuotantoprosessin ja niiden suorituskyvyn välillä 750 nm ja 1,2 μm: n aallonpituuksien välillä. Lisäämällä pumpunopeutta tutkijat havaitsivat tehokkaan väestön kierrätyksen korkean viritetyn tilan imeytymisprosessin kautta, joka palautti populaation tehokkaasti syvän punaisen siirtymän ylemmälle lasertasolle. Lisäksi tutkijat määrittivät tämän laserin optimaaliset olosuhteet, tunnistivat viritetyn tilan energiatasojen täyttämisprosessin ja määrittelivät vastaavat spektriparametrit. Tämä tutkimus osoittaa suuren lupauksen parantaa laserien suorituskykyä käyttämällä muita harvinaisten maametallien ioneja innostuneiden tilan absorptioprosessien avulla, mikä tasoittaa tietä kaikkien kuitujen ultra-ohjelmien laserien etenemiseen.

All-kuitulasereita käytetään laajasti niiden kompaktin rakenteen, erinomaisen lämmön hajoamisen suorituskyvyn ja optisen onkalon puhdistuksen vuoksi. Heillä on erilaisia ​​sovelluksia, kuten tarkkuuskoneiden mittaus, biofotoniset ja puolustussovellukset. Infrapunaoptisella alueella, etenkin 1 μm, 1,53 μm ja 2 μm, suuritehoiset kuitulaserit on tutkittu hyvin seostetuilla silikaattisilasikuituilla. Nämä laserit ovat saavuttaneet optiset voimat, jotka ylittävät kilowattin. Lisäksi näkyvät kevyet laserit ovat murtuneet watt-tason laserlähtöön. Kuitenkin yhden verhottujen kuitulaserien lähtöteho näkyvällä valolainassa on kuitenkin edelleen rajoitettu 100 MW: iin. Tämä johtuu pääasiassa kahdesta päätekijästä. Ensinnäkin fluoridikuituilla, jotka ovat näkyvän lasertuotannon pääkappale, on alhainen vauriokynnys. Toiseksi korkean suorituskyvyn näkyvän valon all-kuitulaserpeilien saavuttaminen on osoittautunut haastavaksi.

Viime vuosina tutkijat ovat edistyneet merkittävästi ultraopealla näkyvien kevyiden laserien kehittämisessä käyttämällä erilaisia ​​perinteisiä menetelmiä näkyvän valonmuodon lukitsemisen parantamiseksi, kuten sisällyttämällä kahdeksankymmentä onteloa ja vapaan avaruuden epälineaarisen polarisaation kiertoa DY-, Ho- ja PR/YB-seostetuissa kuitulasereissa. Kaikkien kuitumoodista lukittujen laserien lähtöteho on kuitenkin edelleen rajoitettu muutamaan milliwattiin, rajoittaen niiden sovelluksia. Siksi on erittäin tärkeää jatkaa korkean suorituskyvyn kaikkien kuitujen näkyvien laserien tutkimista, koska näkyvän valon jatkuvan aaltotuotannon saavuttaminen kuiturakenteessa on perusta korkeaenergisten pulssien hyödyntämiselle.

Holmium-seostetut ZBLAN-fluoridilasikuidut ovat herättäneet laajaa huomiota niiden laajojen spektriresurssien vuoksi lähes infrapuna-alueen näkyvissä. Nämä kuidut tarjoavat kolme pääpumppuvaihtoehtoa näkyvän valon tuotantoprosessille. Sininen laseridiodin pumppaus tuottaa tehokasta vihreää laserlähtöä, vaikka säteen laatu on rajoitettu. Toisaalta, johtuen pitkästä energiatason elinaikasta 5i7, kaikkien kuitujen syvänpunaisen laserin maksimiteho on vain 16 MW. Verrattuna vihreään pumppaukseen, punainen pumppaus kattaa laajemman energiatasoalueen, mikä edistää eri energiatasojen välistä ja käännöstä. Lisäksi korkean suorituskyvyn punaisten solid-state-laserien ja edistyneiden plasman ruiskutuspinnoitustekniikan toteuttaminen, joka tunnetaan suuresta vahinkokynnyksestään, on johtanut siihen, että syvänpunaisten laserien syntyminen toimii WATT-tasolla. Nämä tutkimukset tarjoavat lisätodisteita laserlähtöominaisuuksien parantamisen tukemiseksi viritetyn tilan absorptioprosessien avulla, jotka luottavat syvänpunaiseen ja lähi-infrapunavirheeseen.