High-performance zichtbaar licht Holmium-gedoteerde all-vezel laser

Het direct genereren van zichtbaar licht van compacte lasers voor alle vezels met het behoud van hoge outputkenmerken is altijd een onderzoeksonderwerp geweest in lasertechnologie. Hier, Ji et al. stelde een methode voor om lasers met dubbele golflengte te ontwikkelen met behulp van het excitatiemechanisme in met Holmium gedoteerde Zblan-fluorideglasvezels, en bereikte experimenteel een hoge uitvoerprestaties van alle vezel lasers, vooral werkend in de dieprode band onder 640 nm pompen. Met name werd een maximaal continu golfuitgangsvermogen van 271 MW bereikt bij 750 nm met een hellingsefficiëntie van 45,1%, wat het hoogste directe uitgangsvermogen is dat is geregistreerd in all-vezel lasers met een kerndiameter van minder dan 10 urn in de diepe rode band. Bovendien ontwikkelden de onderzoekers een 1,2 μm all-fiber laser gepompt door een laser van 640 nm. De onderzoekers bestudeerden uitgebreid de correlatie tussen deze twee lasergeneratieprocessen en hun prestaties bij 750 nm en 1,2 μm golflengten. Door de pompsnelheid te verhogen, zagen de onderzoekers effectieve populatierecycling door het hoge absorptieproces van de geëxciteerde toestand, die de populatie effectief herstelde naar het bovenste laseriveau van de diepe rode overgang. Bovendien bepaalden de onderzoekers de optimale voorwaarden voor deze laser, identificeerden het proces van het vullen van de energieniveaus van de geëxciteerde toestand en vestigden de overeenkomstige spectrale parameters. Dit onderzoek toont een grote belofte bij het verbeteren van de prestaties van lasers met behulp van andere zeldzame aardionen door middel van geëxciteerde staatsabsorptieprocessen, waardoor de weg wordt vrijgemaakt voor de vooruitgang van ultrasnelle lasers van alle vezel.

All-vezel lasers worden veel gebruikt vanwege hun compacte structuur, uitstekende warmtedissipatieprestaties en geen behoefte aan optische holte-reiniging. Ze hebben verschillende toepassingen zoals precisie -bewerkingsmeting, biofotoniek en defensietoepassingen. High-power vezellasers in het infrarood optische gebied, met name 1 urn, 1,53 μm en 2 urn, zijn goed bestudeerd met behulp van gedoteerde silicaat glasvezels. Deze lasers hebben optische bevoegdheden bereikt die meer dan kilowatt. Bovendien hebben zichtbare lichtlasers de laseruitgang op Watt-niveau gebroken. Het uitgangsvermogen van single-clad All-Fiber-lasers in de zichtbare lichtband is echter nog steeds beperkt tot 100 MW. Dit wordt voornamelijk toegeschreven aan twee hoofdfactoren. Ten eerste hebben fluoridevezels, die het belangrijkste lichaam van zichtbare lasergeneratie zijn, een drempel met een lage schade. Ten tweede is het bereiken van hoogwaardige zichtbaar licht All-Fiber Laser Mirrors een uitdaging gebleken.

In de afgelopen jaren hebben onderzoekers aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de ontwikkeling van ultrasnelle zichtbare lichtlasers met behulp van verschillende traditionele methoden om het vergrendeling van de zichtbare lichtmodus te verbeteren, zoals het opnemen van figuur-achtholten en niet-lineaire polarisatierotatie in de vrije ruimte in DY-, HO- en PR/YB-gedopeerde vezellasers. Het uitgangsvermogen van de lasers van de All-Fiber-modus is echter nog steeds beperkt tot enkele Milliwatt, waardoor hun toepassingen worden beperkt. Daarom is het erg belangrijk om door te gaan met het verkennen van high-performance zichtbare lasers van alle vezels, omdat het bereiken van continu-golfoutput van zichtbaar licht in een volledig vezelstructuur de basis vormt voor het gebruik van hoge pulsen.

Holmium-gedoteerde Zblan-fluorideglasvezels hebben wijdverbreide aandacht getrokken vanwege hun brede spectrale middelen in het zichtbare tot bijna-infraroodgebied. Deze vezels bieden drie hoofdpompopties voor het proces van zichtbare lichtgeneratie. Blue laserdiode pompen produceert een efficiënte groene laseruitgang, hoewel de bundelkwaliteit beperkt is. Aan de andere kant, vanwege de lange levensduur van het energieniveau van 5i7, is het maximale uitgangsvermogen van de dieprode laser van de All-Fiber slechts 16 MW. Vergeleken met groen pompen bedekt rood pomp een breder bereik van energieniveaus, dat bevorderlijk is voor het bestuderen van de interconnectie en inversie tussen verschillende energieniveaus. Bovendien heeft de implementatie van krachtige rode vaste staten lasers en geavanceerde plasma-sputtercoatingtechnologie, die bekend staat om zijn hoge schade-drempel, geleid tot de opkomst van dieprode lasers die op het watt-niveau werken. Deze studies bieden aanvullend bewijs ter ondersteuning van de verbetering van laseruitgangskenmerken door middel van absorptieprocessen van geëxciteerde toestand die afhankelijk zijn van dieprode en bijna-infraroode excitatie.