Vysoko výkonné viditeľné svetlo do všetkých vlákien laser dotknuté

Priame generovanie viditeľného svetla z kompaktných laserov všetkých vlákien pri zachovaní vysokých výstupných charakteristík bolo vždy výskumnou témou v laserovej technológii. Tu, Ji a kol. Navrhla metódu na vývoj laserov s duálnou vlnovou dĺžkou s použitím excitačného mechanizmu v holmium-dopovaných zblanových fluoridových sklenených vláknach a experimentálne dosiahla vysoký výkon výkonných laserov, najmä v tmavo červenom pásme pod 640 nm čerpanie. Najmä maximálny výstupný výkon kontinuálnych vĺn 271 MW sa dosiahol pri 750 nm s účinnosťou sklonu 45,1%, čo je najvyšší priamy výstupný výkon zaznamenaný vo všetkých vláknach laserov s priemerom jadra menším ako 10 μm v tmavo červenom pásme. Okrem toho vedci vyvinuli 1,2 μm laserový laser čerpaný laserom 640 nm. Vedci značne študovali koreláciu medzi týmito dvoma procesmi generovania laserom a ich výkonom pri vlnových dĺžkach 750 nm a 1,2 μm. Zvýšením rýchlosti pumpy vedci pozorovali účinnú recykláciu populácie prostredníctvom procesu absorpcie s vysokým excitovaným stavom, ktorý účinne obnovil populáciu na hornú laserovú hladinu tmavo červeného prechodu. Vedci okrem toho určili optimálne podmienky pre tento laser, identifikovali proces vyplňovania hladín energie excitovaného stavu a stanovili zodpovedajúce spektrálne parametre. Tento výskum ukazuje veľký sľub pri zlepšovaní výkonnosti laserov pomocou ďalších iónov vzácnych zemín prostredníctvom procesov absorpcie excitovaného stavu, čím pripravuje pôdu pre rozvoj ultrarýchle laserov všetkých vlákien.

Celé vlákniny sa široko používajú kvôli ich kompaktnej štruktúre, vynikajúcemu výkonu rozptylu tepla a nie je potrebné čistenie optického dutiny. Majú rôzne aplikácie, ako je meranie presného obrábania, biofotonika a obranné aplikácie. Vysoko výkonné vláknové lasery v infračervenej optickej oblasti, najmä 1 μm, 1,53 μm a 2 μm, boli dobre študované s použitím doplňovaných kremičitanových sklenených vlákien. Tieto lasery dosiahli optické sily presahujúce kilowatty. Okrem toho sa cez laserový výstup na úrovni Watt prelomil viditeľné svetlo lasery. Výstupný výkon jednostupných laserov všetkých vlákien v pásme viditeľného svetla je však stále obmedzený na 100 MW. Toto sa pripisuje hlavne dvom hlavným faktorom. Po prvé, fluoridové vlákna, ktoré sú hlavným telom viditeľnej laserovej tvorby, majú nízku prahovú hodnotu poškodenia. Po druhé, dosiahnutie vysokovýkonného viditeľného svetla laserové laserové zrkadlá sa ukázalo ako náročné.

V posledných rokoch vedci dosiahli významný pokrok vo vývoji laserov s ultra rýchlymi viditeľnými svetlami pomocou rôznych tradičných metód na zlepšenie uzamknutia režimu viditeľného svetla, ako je napríklad začlenenie laserov s ôsmimi ôsmimi dutinami a nelineárnymi rotáciami polarizácie v DY, HO a PR/YB-Doped Fiber. Výstupný výkon laserov so všetkými vláknami je však stále obmedzený na niekoľko miliwattov, čím obmedzuje ich aplikácie. Preto je veľmi dôležité pokračovať v skúmaní vysoko výkonných laserov všetkých vlákien, pretože dosiahnutie kontinuálneho vlnového výstupu viditeľného svetla v štruktúre všetkých vlákien je základom pre využívanie vysokoenergetických impulzov.

Zblanové fluoridové sklenené vlákna z Holmium priťahovali rozsiahlu pozornosť vďaka svojim širokým spektrálnym zdrojom vo viditeľnej oblasti blízkej infračervenej oblasti. Tieto vlákna poskytujú tri hlavné možnosti čerpania pre proces tvorby viditeľného svetla. Čerpanie modrých laserových diód vytvára účinný zelený laserový výstup, hoci kvalita lúča je obmedzená. Na druhej strane, v dôsledku dlhej životnosti energetickej úrovne 5I7 je maximálny výstupný výkon hlboko červeného lasera všetkých vlákien iba 16 MW. V porovnaní so zeleným čerpaním pokrýva červené čerpanie širší rozsah hladín energie, čo vedie k štúdiu prepojenia a inverzie medzi rôznymi hladinami energie. Okrem toho implementácia vysoko výkonných červených laserov v tuhom stave a pokročilého technológie rozprašovania plazmy, ktorá je známa svojou prahovou hodnotou vysokého poškodenia, viedla k vzniku hlbokomorských laserov pôsobiacich na úrovni WATT. Tieto štúdie poskytujú ďalšie dôkazy na podporu zlepšovania charakteristík laserového výstupu prostredníctvom procesov absorpcie excitovaného stavu, ktoré sa spoliehajú na excitáciu hlboko červenej a takmer infračervenej excitácie.