لیزر تمام فیبر با کارایی بالا با کارایی بالا

تولید مستقیم نور مرئی از لیزرهای فشرده تمام فیبر در حالی که حفظ ویژگی های خروجی بالا همواره یک موضوع تحقیق در فناوری لیزر بوده است. در اینجا ، جی و همکاران. روشی را برای توسعه لیزرهای با طول موج دو با استفاده از مکانیسم تحریک در الیاف شیشه ای فلوراید زبن با دوپ هلمیوم ارائه داد و عملکردی با عملکرد بالایی از لیزرهای تمام فیبر ، به ویژه در باند قرمز عمیق زیر پمپاژ 640 نانومتر به دست آورد. نکته قابل توجه ، حداکثر توان خروجی موج مداوم 271 مگاوات در 750 نانومتر با راندمان شیب 45.1 ٪ به دست آمد ، که بالاترین توان خروجی مستقیم ضبط شده در لیزرهای تمام فیبر با قطر هسته کمتر از 10 میکرومتر در باند قرمز عمیق است. علاوه بر این ، محققان یک لیزر تمام فیبر 1.2 میکرومتر را که توسط لیزر 640 نانومتر پمپ شده اند ، توسعه دادند. محققان به طور گسترده ارتباط بین این دو فرآیند تولید لیزر و عملکرد آنها را در طول موج 750 نانومتر و 1.2 میکرومتر بررسی کردند. محققان با افزایش میزان پمپ ، بازیافت مؤثر جمعیت را از طریق فرآیند جذب حالت هیجان زده مشاهده کردند ، که به طور موثری جمعیت را به سطح لیزر فوقانی انتقال قرمز عمیق بازگرداند. علاوه بر این ، محققان شرایط بهینه برای این لیزر را تعیین کردند ، روند پر کردن سطح انرژی حالت هیجان زده را شناسایی کردند و پارامترهای طیفی مربوطه را تعیین کردند. این تحقیق نوید خوبی در بهبود عملکرد لیزرها با استفاده از سایر یون های نادر زمین از طریق فرآیندهای جذب حالت هیجان زده نشان می دهد و راه را برای پیشرفت لیزرهای Ultrafast تمام فیبر هموار می کند.

لیزرهای تمام فیبر به دلیل ساختار جمع و جور ، عملکرد عالی اتلاف گرما و نیازی به تمیز کردن حفره نوری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. آنها برنامه های متنوعی از جمله اندازه گیری دقیق ماشینکاری ، بیوفوتونیک و برنامه های دفاعی دارند. لیزرهای فیبر با قدرت بالا در منطقه نوری مادون قرمز ، به ویژه 1 میکرومتر ، 1.53 میکرومتر و 2 میکرومتر ، با استفاده از الیاف شیشه ای سیلیکات دوپ به خوبی مورد مطالعه قرار گرفته اند. این لیزرها به قدرتهای نوری بیش از کیلووات رسیده اند. علاوه بر این ، لیزرهای نوری قابل مشاهده از طریق خروجی لیزر سطح وات شکسته شده اند. با این حال ، قدرت خروجی لیزرهای تمام فیبر تک پوشیده در باند نوری قابل مشاهده هنوز به 100 مگاوات محدود می شود. این عمدتاً به دو عامل اصلی نسبت داده می شود. اول ، الیاف فلوراید ، که بدنه اصلی تولید لیزر قابل مشاهده هستند ، آستانه آسیب کم دارند. دوم ، دستیابی به آینه های لیزر تمام فیبر با کارایی بالا ثابت شده است که چالش برانگیز است.

در سالهای اخیر ، محققان پیشرفت چشمگیری در توسعه لیزرهای نوری قابل مشاهده با استفاده از روشهای مختلف سنتی برای بهبود قفل حالت نور مرئی ، مانند ترکیب حفره های شکل هشت و چرخش قطبش غیر خطی فضای آزاد در لیزرهای فیبر DY ، HO و PR/YB-Doped داشته اند. با این حال ، قدرت خروجی لیزرهای قفل شده با تمام فیبر هنوز به چند میلی وات محدود می شود و برنامه های آنها را محدود می کند. بنابراین ، ادامه کاوش در مورد لیزرهای قابل مشاهده در تمام فیبر با کارایی بالا بسیار مهم است ، زیرا دستیابی به خروجی موج مداوم از نور مرئی در یک ساختار تمام فیبر پایه و اساس استفاده از پالس های پر انرژی است.

الیاف شیشه ای فلوراید Zblan Doped به دلیل منابع طیفی گسترده در منطقه قابل مشاهده به مادون قرمز قابل توجه ، توجه گسترده ای را به خود جلب کرده است. این الیاف سه گزینه اصلی پمپاژ را برای فرآیند تولید نور قابل مشاهده ارائه می دهد. پمپاژ دیود لیزر آبی باعث تولید لیزر سبز کارآمد می شود ، اگرچه کیفیت پرتو محدود است. از طرف دیگر ، به دلیل طول عمر طولانی مدت انرژی 5I7 ، حداکثر توان خروجی لیزر قرمز تمام فیبر فقط 16 مگاوات است. در مقایسه با پمپاژ سبز ، پمپاژ قرمز طیف وسیع تری از سطح انرژی را پوشش می دهد ، که برای مطالعه اتصال و وارونگی بین سطح انرژی مختلف مساعد است. علاوه بر این ، اجرای لیزرهای حالت جامد با کارایی بالا و فناوری پوشش پلاسما پلاسما ، که به دلیل آستانه آسیب زیاد آن شناخته شده است ، منجر به ظهور لیزرهای قرمز عمیق در سطح وات شده است. این مطالعات شواهد دیگری را برای حمایت از افزایش خصوصیات خروجی لیزر از طریق فرآیندهای جذب حالت هیجان زده که به تحریک عمیق قرمز و نزدیک مادون قرمز متکی هستند ، ارائه می دهند.