Vysoce výkonné viditelné světlo holmium dotované celé vlákno

Přímo generování viditelného světla z kompaktních laserů všech vláken při zachování vysokých výstupních charakteristik bylo vždy výzkumným tématem laserové technologie. Zde Ji et al. Navrhl metodu pro vývoj laserů s dvojitou vlnovou délkou pomocí excitačního mechanismu ve skleněných vláknech zblanu fluoridu dotoku holmium a experimentálně dosáhl vysokého výstupního výkonu laserů všech vláken, zejména pracující v tmavě červeném pásmu pod 640 nm pumpování. Zejména bylo dosaženo maximálního výstupního výkonu s kontinuálním vlny 271 MW při 750 nm s účinností sklonu 45,1%, což je nejvyšší přímý výstupní výkon zaznamenaný v laserech všech vláken s průměrem jádra menší než 10 μm v tmavě červeném pásmu. Kromě toho vědci vyvinuli 1,2 μm laser na čerpaný laser 640 nm 1,2 μm. Vědci rozsáhle studovali korelaci mezi těmito dvěma laserovými procesy a jejich výkonem při vlnových délkách 750 nm a 1,2 μm. Zvýšením rychlosti čerpadla vědci pozorovali účinnou recyklaci populace prostřednictvím procesu absorpce excitovaného stavu, který účinně obnovil populaci na horní laserovou hladinu tmavě červeného přechodu. Kromě toho vědci určili optimální podmínky pro tento laser, identifikovali proces vyplňování hladin energie excitovaného stavu a stanovili odpovídající spektrální parametry. Tento výzkum ukazuje velký slib při zlepšování výkonu laserů pomocí jiných iontů vzácných zemin prostřednictvím excitovaných procesů absorpce stavu, což připravuje cestu pro pokrok ultrarychlých laserů všech vláken.

Lasery všech vláken jsou široce používány kvůli jejich kompaktní struktuře, vynikajícímu výkonu rozptylu tepla a nutnosti čištění optických dutin. Mají celou řadu aplikací, jako je měření Precision obrábění, biofotonika a obrany. Lasery s vysokým výkonem v infračervené optické oblasti, zejména 1 μm, 1,53 μm a 2 μm, byly dobře studovány pomocí dopovaných křementních skleněných vláken. Tyto lasery dosáhly optických sil přesahujících kilowatty. Kromě toho se skrz laserový výstup na úrovni Watt prolomili viditelné světelné lasery. Výstupní výkon laserů s jedním vláknem ve viditelném světelném pásmu je však stále omezen na 100 MW. To je přičítáno hlavně dvěma hlavním faktorům. Za prvé, fluoridová vlákna, která jsou hlavním tělem viditelné generace laseru, mají práh nízkého poškození. Zadruhé, dosažení vysoce výkonných viditelných světlých laserových zrcadel se ukázalo jako náročné.

V posledních letech vědci dosáhli významného pokroku ve vývoji ultrarychlých viditelných světelných laserů pomocí různých tradičních metod ke zlepšení blokování viditelného světla, jako je začlenění postavy o osmi a nelineární polarizační rotaci v laserech Dy, Ho a PR/YB. Výstupní výkon laserů zamyšlených režimem všech vláken je však stále omezen na několik milionů, což omezuje jejich aplikace. Proto je velmi důležité pokračovat v zkoumání vysoce výkonných viditelných laserů všech vláken, protože dosažení nepřetržitého vlnového výstupu viditelného světla ve struktuře všech vláken je základem pro využití vysoce energetických impulsů.

Vlákna zblanového fluoridového skleněného zblanu holmium přitahovala rozsáhlou pozornost díky jejich široké spektrální zdroji v viditelném v téměř infračervené oblasti. Tato vlákna poskytují tři hlavní možnosti čerpání pro proces generování viditelného světla. Čerpání modré laserové diody vytváří účinný výstup zeleného laseru, ačkoli kvalita paprsku je omezená. Na druhé straně, vzhledem k dlouhé životnosti hladiny energie 5i7, je maximální výstupní výkon celého-červeno-červeného laseru pouze 16 MW. Ve srovnání se zeleným čerpáním pokrývá červené čerpání širší škálu energetických hladin, což vede ke studiu propojení a inverze mezi různými hladinami energie. Kromě toho implementace vysoce výkonných červených laserů v pevném stavu a pokročilé technologie nápravy plazmy, která je známá pro svůj prahovou hodnotu s vysokým poškozením, vedla ke vzniku hlubokých červených laserů pracujících na úrovni Watt. Tyto studie poskytují další důkazy, které podporují zlepšení charakteristik laserových výstupů prostřednictvím absorpčních procesů excitovaného stavu, které se spoléhají na hluboké červené a blízké infračervené excitace.