Nagyteljesítményű, látható, fényes, holmium-doppingos lézer

A kompakt all-szálas lézerekből származó látható fény közvetlenül generálása, miközben a nagy kimeneti tulajdonságok fenntartása mindig a lézertechnika kutatási témája volt. Itt, Ji et al. Javasolt egy módszert a kettős hullámhosszú lézerek kidolgozására a holmium-dopping ZBlan fluorid üvegszálak gerjesztési mechanizmusával, és kísérletileg elérte az All-Fiber lézerek nagy teljesítményű teljesítményét, különösen a mélyvörös sávban, 640 nm-es pumpálás alatt. Nevezetesen, hogy a maximális folyamatos hullámkimeneti teljesítményt 271 MW-os, 750 nm-en érik el, 45,1%-os lejtési hatékonysággal, amely a legmagasabb közvetlen kimeneti teljesítmény, amelyet az összes rostos lézerben rögzítettek, és a mélyvörös sávban kevesebb mag átmérője van. Ezenkívül a kutatók 640 nm-es lézerrel szivattyúzott 1,2 μm-es lézert fejlesztettek ki. A kutatók széles körben megvizsgálták a két lézergenerációs folyamat és azok teljesítményének 750 nm -es és 1,2 μm -es hullámhosszon történő korrelációját. A szivattyú sebességének növelésével a kutatók megfigyelték a tényleges populáció újrahasznosítását a nagy gerjesztett állapotú abszorpciós folyamaton keresztül, amely hatékonyan helyreállította a populációt a mélyvörös átmenet felső lézerszintjére. Ezenkívül a kutatók meghatározták a lézer optimális körülményeit, azonosították a gerjesztett állami energiaszintek kitöltésének folyamatát, és megállapították a megfelelő spektrális paramétereket. Ez a kutatás nagy ígéretet mutat a lézerek teljesítményének javításában más ritkaföldfém-ionok felhasználásával gerjesztett állapotban történő abszorpciós folyamatok révén, előkészítve az utat az all-rostos ultragyors lézerek előmozdításához.

Az összes szálas lézert széles körben használják kompakt szerkezetük, kiváló hőeloszlású teljesítményük és az optikai üreg tisztításának nincs szükségük. Különféle alkalmazásokkal rendelkeznek, például precíziós megmunkálási mérés, biofotonika és védelmi alkalmazások. Az infravörös optikai régióban, különösen az 1 μM, 1,53 μm és 2 μM nagy teljesítményű rostos lézereket jól tanulmányozták doppelt szilikát üvegszálak segítségével. Ezek a lézerek a kilowattokat meghaladó optikai erőket értek el. Ezenkívül a látható fény lézerek áttörnek a watt szintű lézer kimenetén. A látható fénysávban azonban az egyszegű all-szálas lézerek kimeneti teljesítménye azonban továbbra is 100 MW-ra korlátozódik. Ezt elsősorban két fő tényezőnek tulajdonítják. Először is, a fluorid szálak, amelyek a látható lézerképződés fő teste, alacsony károsodási küszöbértékűek. Másodszor, a nagyteljesítményű, látható fényű lézer tükrök elérése kihívást jelentett.

Az utóbbi években a kutatók jelentős előrelépést értek el az ultragyors látható fény lézerek fejlesztésében, különféle hagyományos módszereket alkalmazva a látható fény üzemmód-zárolás javítására, például a nyolc üreg és a szabadtéri nemlineáris polarizációs forgás beépítésére a DY, HO és PR/YB-adalékolt szálas lézerekben. Az all-szálas üzemmódú lézerek kimeneti teljesítménye azonban továbbra is néhány milliwattra korlátozódik, korlátozva alkalmazásukat. Ezért nagyon fontos a nagy teljesítményű all-rostos látható lézerek feltárása, mivel a látható fény folyamatos hullámú kimenetének elérése az összes rostszerkezetben az alapja a nagy energiájú impulzusok felhasználásának.

A holmium-adalékolt ZBlan-fluorid üvegszálak széles körű figyelmet fordítottak a közel infravörös régióban látható széles spektrális erőforrások miatt. Ezek a szálak három fő szivattyúzási lehetőséget biztosítanak a látható fénygenerációs folyamathoz. A kék lézerdióda szivattyúzás hatékony zöld lézerkibocsátást eredményez, bár a sugár minősége korlátozott. Másrészt, az 5i7 hosszú energiaszint-élettartam miatt az all-rostos mélyvörös lézer maximális kimeneti teljesítménye csak 16 MW. A zöld szivattyúzással összehasonlítva a piros szivattyúzás szélesebb energiaszintet fed le, ami elősegíti a különböző energiaszintek közötti összekapcsolódást és inverzációt. Ezenkívül a nagy teljesítményű vörös szilárdtest lézerek és a fejlett plazmaprobbantási bevonási technológia megvalósítása, amely a nagy károsodási küszöbértékről ismert, a watt szintjén működő mélyvörös lézerek kialakulásához vezetett. Ezek a tanulmányok további bizonyítékokat szolgáltatnak a lézer kimeneti jellemzők fokozásának alátámasztására olyan gerjesztett állapotú abszorpciós folyamatok révén, amelyek mélyvörös és közel infravörös gerjesztésre támaszkodnak.