Laser All-Fiber yang berkinerja tinggi berkinerja tinggi

Secara langsung menghasilkan cahaya tampak dari laser semua serat yang ringkas sambil mempertahankan karakteristik output tinggi selalu menjadi topik penelitian dalam teknologi laser. Di sini, Ji et al. mengusulkan metode untuk mengembangkan laser panjang gelombang ganda menggunakan mekanisme eksitasi dalam serat kaca Zlan fluoride yang didoping holmium, dan secara eksperimental mencapai kinerja output tinggi dari laser semua serat, terutama yang beroperasi di pita merah dalam di bawah pompa 640 nm. Khususnya, daya output gelombang kontinu maksimum 271 MW dicapai pada 750 nm dengan efisiensi kemiringan 45,1%, yang merupakan daya output langsung tertinggi yang direkam dalam laser semua serat dengan diameter inti kurang dari 10 μm pada pita merah dalam. Selain itu, para peneliti mengembangkan laser all-serat 1,2 μm yang dipompa dengan laser 640 nm. Para peneliti secara luas mempelajari korelasi antara dua proses pembuatan laser ini dan kinerjanya pada 750 nm dan panjang gelombang 1,2 μm. Dengan meningkatkan laju pompa, para peneliti mengamati populasi yang efektif mendaur ulang melalui proses penyerapan keadaan tereksitasi yang tinggi, yang secara efektif memulihkan populasi ke tingkat laser atas transisi merah dalam. Selain itu, para peneliti menentukan kondisi optimal untuk laser ini, mengidentifikasi proses mengisi tingkat energi keadaan tereksitasi, dan menetapkan parameter spektral yang sesuai. Penelitian ini menunjukkan janji besar dalam meningkatkan kinerja laser menggunakan ion tanah jarang lainnya melalui proses penyerapan keadaan tereksitasi, membuka jalan bagi kemajuan laser ultrafast semua serat.

Laser semua serat banyak digunakan karena strukturnya yang ringkas, kinerja disipasi panas yang sangat baik, dan tidak perlu pembersihan rongga optik. Mereka memiliki berbagai aplikasi seperti pengukuran pemesinan presisi, biofotonik, dan aplikasi pertahanan. Laser serat daya tinggi di daerah optik inframerah, terutama 1 μm, 1,53 μm, dan 2 μm, telah dipelajari dengan baik menggunakan serat kaca silikat yang didoping. Laser ini telah mencapai kekuatan optik yang melebihi kilowatt. Selain itu, laser cahaya yang terlihat telah menembus output laser tingkat WATT. Namun, daya output laser semua-serat berpakaian tunggal di pita cahaya yang terlihat masih dibatasi hingga 100 MW. Ini terutama disebabkan oleh dua faktor utama. Pertama, serat fluoride, yang merupakan tubuh utama generasi laser yang terlihat, memiliki ambang kerusakan rendah. Kedua, mencapai mirror laser all-fiber yang terlihat berkinerja tinggi telah terbukti menantang.

Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti telah membuat kemajuan yang signifikan dalam pengembangan laser cahaya yang terlihat ultrafast menggunakan berbagai metode tradisional untuk meningkatkan penguncian mode cahaya yang terlihat, seperti menggabungkan rongga-rongga delapan angka delapan dan rotasi polarisasi nonlinier ruang bebas pada laser serat Dy, HO, dan PR/YB. Namun, daya output dari laser terkunci semua-serat masih terbatas pada beberapa miliwatt, membatasi aplikasi mereka. Oleh karena itu, sangat penting untuk terus mengeksplorasi laser yang terlihat serat-serat berkinerja tinggi, karena mencapai output gelombang kontinu dari cahaya yang terlihat dalam struktur semua serat adalah dasar untuk memanfaatkan pulsa berenergi tinggi.

Serat kaca Zlan Fluoride yang didoping holmium telah menarik perhatian luas karena sumber daya spektral yang luas di daerah yang terlihat pada inframerah-dekat. Serat ini memberikan tiga opsi pemompaan utama untuk proses pembuatan cahaya yang terlihat. Pompa dioda laser biru menghasilkan output laser hijau yang efisien, meskipun kualitas balok terbatas. Di sisi lain, karena masa pakai energi yang panjang dari 5i7, daya output maksimum dari laser merah-serat-serat hanya 16 mW. Dibandingkan dengan pompa hijau, pompa merah mencakup kisaran tingkat energi yang lebih luas, yang kondusif untuk mempelajari interkoneksi dan inversi antara tingkat energi yang berbeda. Selain itu, implementasi laser solid-state merah berkinerja tinggi dan teknologi pelapisan sputtering plasma canggih, yang dikenal dengan ambang kerusakan tinggi, telah menyebabkan munculnya laser merah tua yang beroperasi di level WATT. Studi-studi ini memberikan bukti tambahan untuk mendukung peningkatan karakteristik output laser melalui proses penyerapan keadaan tereksitasi yang bergantung pada eksitasi dalam-merah dan inframerah dekat.