Mataas na pagganap na nakikitang light holmium-doped all-fiber laser

Direktang bumubuo ng nakikitang ilaw mula sa compact all-fiber lasers habang pinapanatili ang mataas na mga katangian ng output ay palaging isang paksa ng pananaliksik sa teknolohiya ng laser. Dito, Ji et al. iminungkahing isang pamamaraan upang makabuo ng mga dalawahang haba ng haba ng haba ng haba gamit ang mekanismo ng paggulo sa holmium-doped na ZBLAN fluoride glass fibers, at eksperimento na nakamit ang mataas na output na pagganap ng all-fiber lasers, lalo na ang pagpapatakbo sa malalim na pulang banda sa ilalim ng 640 nm pumping. Kapansin-pansin, ang isang maximum na patuloy na lakas ng output ng alon ng 271 MW ay nakamit sa 750 nm na may kahusayan ng slope na 45.1%, na kung saan ay ang pinakamataas na direktang kapangyarihan ng output na naitala sa all-fiber lasers na may isang pangunahing diameter na mas mababa sa 10 μm sa malalim na pulang banda. Bilang karagdagan, ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang 1.2 μm all-fiber laser na pumped ng isang 640 nm laser. Malawakang pinag -aralan ng mga mananaliksik ang ugnayan sa pagitan ng dalawang proseso ng henerasyon ng laser at ang kanilang pagganap sa 750 nm at 1.2 μm na haba ng haba. Sa pamamagitan ng pagtaas ng rate ng bomba, napansin ng mga mananaliksik ang epektibong pag -recycle ng populasyon sa pamamagitan ng mataas na nasasabik na proseso ng pagsipsip ng estado, na epektibong naibalik ang populasyon sa itaas na antas ng laser ng malalim na pulang paglipat. Bilang karagdagan, tinukoy ng mga mananaliksik ang pinakamainam na mga kondisyon para sa laser na ito, kinilala ang proseso ng pagpuno ng mga nasasabik na antas ng enerhiya ng estado, at itinatag ang kaukulang mga parameter ng spectral. Ang pananaliksik na ito ay nagpapakita ng mahusay na pangako sa pagpapabuti ng pagganap ng mga laser gamit ang iba pang mga bihirang mga ion sa lupa sa pamamagitan ng nasasabik na mga proseso ng pagsipsip ng estado, na naglalagay ng daan para sa pagsulong ng mga all-fiber ultrafast lasers.

Ang all-fiber lasers ay malawakang ginagamit dahil sa kanilang compact na istraktura, mahusay na pagganap ng pagwawaldas ng init, at hindi na kailangan para sa paglilinis ng optical cavity. Mayroon silang iba't ibang mga aplikasyon tulad ng pagsukat ng machining machining, biophotonics, at mga aplikasyon ng pagtatanggol. Ang mga high-power fiber laser sa infrared optical region, lalo na ang 1 μm, 1.53 μm, at 2 μm, ay napag-aralan nang maayos gamit ang doped silicate glass fibers. Ang mga laser na ito ay nakamit ang mga optical na kapangyarihan na lumampas sa mga kilowatt. Bilang karagdagan, ang mga nakikitang light laser ay nasira sa pamamagitan ng watt-level laser output. Gayunpaman, ang output power ng single-clad all-fiber lasers sa nakikitang light band ay limitado pa rin sa 100 MW. Ito ay pangunahing maiugnay sa dalawang pangunahing mga kadahilanan. Una, ang mga fibers ng fluoride, na siyang pangunahing katawan ng nakikitang henerasyon ng laser, ay may isang mababang threshold ng pinsala. Pangalawa, ang pagkamit ng mataas na pagganap na nakikitang light all-fiber laser mirrors ay napatunayan na mahirap.

Sa mga nagdaang taon, ang mga mananaliksik ay gumawa ng makabuluhang pag-unlad sa pagbuo ng mga ultrafast na nakikitang ilaw na laser gamit ang iba't ibang mga tradisyunal na pamamaraan upang mapagbuti ang nakikitang pag-lock ng mode ng ilaw, tulad ng pagsasama ng figure-of-walong mga lukab at pag-ikot ng free-space nonlinear polarization sa DY, HO, at PR/YB-doped fiber laser. Gayunpaman, ang lakas ng output ng all-fiber mode na naka-lock na mga laser ay limitado pa rin sa ilang milliwatts, na nililimitahan ang kanilang mga aplikasyon. Samakatuwid, napakahalaga na ipagpatuloy ang paggalugad ng mataas na pagganap na all-fiber na nakikitang mga laser, dahil ang pagkamit ng tuluy-tuloy na alon na output ng nakikitang ilaw sa isang all-fiber na istraktura ay ang batayan para sa paggamit ng mga pulso na may mataas na enerhiya.

Ang Holmium-doped ZBLAN fluoride glass fibers ay nakakaakit ng malawak na pansin dahil sa kanilang malawak na mga mapagkukunan ng parang multo sa nakikita sa malapit na infrared na rehiyon. Ang mga hibla na ito ay nagbibigay ng tatlong pangunahing mga pagpipilian sa pumping para sa nakikitang proseso ng henerasyon ng ilaw. Ang asul na laser diode pumping ay gumagawa ng mahusay na berdeng laser output, bagaman ang kalidad ng beam ay limitado. Sa kabilang banda, dahil sa mahabang antas ng enerhiya na buhay ng 5I7, ang maximum na output ng lakas ng all-fiber deep-red laser ay 16 MW lamang. Kung ikukumpara sa berdeng pumping, ang pulang pumping ay sumasaklaw sa isang mas malawak na hanay ng mga antas ng enerhiya, na kaaya -aya sa pag -aaral ng magkakaugnay at pag -iikot sa pagitan ng iba't ibang mga antas ng enerhiya. Bilang karagdagan, ang pagpapatupad ng mataas na pagganap na pulang solid-state laser at advanced na plasma sputtering coating na teknolohiya, na kilala para sa mataas na pinsala sa threshold nito, ay humantong sa paglitaw ng mga malalim na pula na laser na nagpapatakbo sa antas ng Watt. Ang mga pag-aaral na ito ay nagbibigay ng karagdagang katibayan upang suportahan ang pagpapahusay ng mga katangian ng output ng laser sa pamamagitan ng mga proseso ng pagsipsip ng excited-state na umaasa sa malalim at malapit na infrared na paggulo.