Visokozmogljiva vidna svetloba laser, dopirana s holmijem

Neposredno ustvarjanje vidne svetlobe iz kompaktnih laserjev z vsemi vlakninami ob ohranjanju visokih izhodnih značilnosti je bila vedno raziskovalna tema v laserski tehnologiji. Tu, Ji in sod. je predlagal metodo za razvoj dvojnih valovnih dolžin z uporabo mehanizma vzbujanja v holmijevih zblanskih fluoridnih steklenih vlaknih in eksperimentalno dosegel visoko izhodno učinkovitost laserjev vseh vlaken, zlasti v globoko rdečem pasu pod 640 nm črpalki. Zlasti je bila dosežena največja kontinuirana izhodna moč 271 MW pri 750 nm z učinkovitostjo naklona 45,1%, kar je najvišja neposredna izhodna moč, zabeležena v laserjih vseh vlaken s premerom jedra manj kot 10 μm v globoko rdečem pasu. Poleg tega so raziskovalci razvili 1,2 μm laser, ki ga je črpal 640 nm laser. Raziskovalci so obsežno preučevali povezavo med tema dvema procesoma laserskega ustvarjanja in njihovo delovanje pri 750 nm in 1,2 μm valovnih dolžin. S povečanjem hitrosti črpalke so raziskovalci opazili učinkovito recikliranje populacije s postopkom absorpcije visokega vzbujenega stanja, ki je učinkovito povrnil populacijo na zgornjo lasersko raven globoko rdečega prehoda. Poleg tega so raziskovalci določili optimalne pogoje za ta laser, opredelili postopek izpolnjevanja ravni energije vzbujenega stanja in ugotovili ustrezne spektralne parametre. Ta raziskava kaže veliko obljubo pri izboljšanju uspešnosti laserjev z uporabo drugih redkih zemeljskih ionov s postopki absorpcije vzbujenega stanja, kar je utrlo pot do napredovanja ultra hitrih laserjev.

Laserji z vsemi vlakninami se pogosto uporabljajo zaradi svoje kompaktne strukture, odlične zmogljivosti odvajanja toplote in ne potrebe po čiščenju optične votline. Imajo različne aplikacije, kot so natančno merjenje obdelave, biofotonika in obrambne aplikacije. Laserji z visoko močjo v infrardečem optičnem območju, zlasti 1 μm, 1,53 μm in 2 μm, so bili dobro preučeni z uporabo dopiranih silikatnih steklenih vlaken. Ti laserji so dosegli optične moči, ki presegajo kilovate. Poleg tega so laserji vidne svetlobe prebili skozi laserski izhod na vatni ravni. Vendar pa je izhodna moč enoobdelanih laserjev z vsemi vlakninami v vidnem svetlobnem pasu še vedno omejena na 100 MW. To je v glavnem pripisano dvema glavnima dejavnikoma. Prvič, fluoridna vlakna, ki so glavno telo vidne laserske generacije, imajo prag z majhnim poškodbam. Drugič, doseganje visokozmogljivih vidnih laserskih ogledal z vsemi vlakninami se je izkazalo za izziv.

V zadnjih letih so raziskovalci dosegli pomemben napredek pri razvoju ultra hitrejših laserjev vidnih svetlob, ki uporabljajo različne tradicionalne metode za izboljšanje zaklepanja vidnega svetlobnega načina, kot so vključitev vdolbine v osmih številkah in prostega prostora nelinearne polarizacijske vrtenje v vlaknih vlaken DY, HO in PR/YB. Vendar pa je izhodna moč laserjev, ki so zaklenjeni v načinu vlaken, še vedno omejena na nekaj milivatov, kar omejuje njihove aplikacije. Zato je zelo pomembno, da nadaljujemo z raziskovanjem visokozmogljivih vidnih laserjev z vsemi vlakninami, saj je doseganje neprekinjenega vala vidne svetlobe v strukturi vseh vlaken osnova za uporabo visokoenergijskih impulzov.

Zblanska steklena vlakna z Zblan Fluoridom, dopirana s holmijem, so pritegnila široko pozornost zaradi svojih širokih spektralnih virov v vidnem skoraj infrardečem območju. Ta vlakna ponujajo tri glavne možnosti črpanja za postopek vidne svetlobe. Modra laserska diodna črpalka proizvaja učinkovit zeleni laserski izhod, čeprav je kakovost žarka omejena. Po drugi strani pa je zaradi dolge življenjske dobe energije 5i7 največja izhodna moč celotnega vlakna Deep-Red Laser le 16 MW. V primerjavi z zeleno črpanjem rdeča črpalka pokriva širši razpon energijske ravni, kar je pripomoglo k preučevanju medsebojne povezanosti in inverzije med različnimi stopnjami energije. Poleg tega je izvajanje visokozmogljivih rdečih trdnih laserjev in napredne tehnologije plazme brizganja, ki je znana po visokem pragu škode, privedla do nastanka globoko rdečih laserjev, ki delujejo na ravni WATT. Te študije zagotavljajo dodatne dokaze za podporo izboljšanju značilnosti laserskega izhoda s postopki absorpcije vzbujenega stanja, ki se zanašajo na globoko rdečo in skoraj infrardečo vzbujanje.