Højtydende synligt lys Holmium-dopet all-fiber laser

Direkte generering af synligt lys fra kompakte all-fiberlasere, mens opretholdelse af høje outputegenskaber altid har været et forskningsemne inden for laserteknologi. Her, Ji et al. Foreslået en metode til at udvikle lasere med dobbeltbølgelængde ved anvendelse af excitationsmekanismen i Holmium-dopede ZBLAN-fluoridlasfibre og eksperimentelt opnåede høje outputydelse af all-fiberlasere, især der fungerer i det dybe røde bånd under 640 nm pumpning. Navnlig blev der opnået en maksimal kontinuerlig bølgeudgangseffekt på 271 MW ved 750 nm med en hældningseffektivitet på 45,1%, hvilket er den højeste direkte udgangseffekt, der er registreret i all-fiber lasere med en kernediameter på mindre end 10 μm i det dybe røde bånd. Derudover udviklede forskerne en 1,2 μm all-fiber laser pumpet med en 640 nm laser. Forskerne studerede i vid udstrækning sammenhængen mellem disse to lasergenereringsprocesser og deres ydeevne ved 750 nm og 1,2 um bølgelængder. Ved at øge pumpningshastigheden observerede forskerne effektiv populationsgenbrug gennem den høje ophidsede tilstandsabsorptionsproces, som effektivt gendannede befolkningen til det øverste laserniveau for den dybe røde overgang. Derudover bestemte forskerne de optimale betingelser for denne laser, identificerede processen med at udfylde de ophidsede tilstandsenerginiveauer og etablerede de tilsvarende spektrale parametre. Denne forskning viser et stort løfte om at forbedre ydelsen af ​​lasere ved hjælp af andre sjældne jordioner gennem ophidsede tilstandsabsorptionsprocesser og baner vejen for fremme af ultrahastiske lasere til alle fiber.

All-fiber-lasere er vidt brugt på grund af deres kompakte struktur, fremragende varmeafledningspræstation og intet behov for rengøring af optisk hulrum. De har en række anvendelser, såsom måling af præcisionsbearbejdning, biofotonik og forsvarsapplikationer. Højkraftfiberlasere i den infrarøde optiske region, især 1 μm, 1,53 um og 2 um, er blevet undersøgt godt under anvendelse af dopede silikatglasfibre. Disse lasere har opnået optiske kræfter, der overskrider kilowatts. Derudover har synlige lyslasere brudt gennem laserudgangen på watt-niveau. Imidlertid er udgangseffekten af ​​enkeltklædte all-fiberlasere i det synlige lysbånd stadig begrænset til 100 MW. Dette tilskrives hovedsageligt to hovedfaktorer. Først har fluorfibre, som er hovedlegemet for synlig lasergenerering, en tærskel med lav skade. For det andet har det vist sig at være udfordrende at opnå højtydende synligt lys-fiberlaserspejle.

I de senere år har forskere gjort betydelige fremskridt i udviklingen af ​​ultrahastiske synlige lyslasere ved hjælp af forskellige traditionelle metoder til at forbedre synlig lystilstand låsning, såsom inkorporering af figur-af-otte hulrum og ikke-rum-ikke-lineær polarisationsrotation i DY, HO og PR/YB-dopede fiberlasere. Imidlertid er udgangseffekten af ​​all-fiber-tilstandslåste lasere stadig begrænset til et par milliwatt, hvilket begrænser deres applikationer. Derfor er det meget vigtigt at fortsætte med at udforske højtydende all-fiber synlige lasere, fordi opnåelse af kontinuerlig bølgeudgang af synligt lys i en all-fiberstruktur er grundlaget for at anvende højenergiimpulser.

Holmium-dopede zblan-fluoridglasfibre har tiltrukket sig udbredt opmærksomhed på grund af deres brede spektrale ressourcer i den synlige til næsten infrarøde region. Disse fibre giver tre hovedpumpemuligheder til den synlige lysgenereringsproces. Blue Laser Diode -pumpning producerer effektiv grøn laserudgang, selvom strålekvaliteten er begrænset. På den anden side er den maksimale udgangseffekt af den all-fiberede laser på grund af den lange energiniveau levetid på 5I7 kun 16 MW. Sammenlignet med grøn pumpning dækker rød pumpning en bredere række energiniveauer, hvilket er befordrende for at studere sammenkoblingen og inversionen mellem forskellige energiniveauer. Derudover har implementeringen af ​​højtydende røde faststof-lasere og avanceret plasma-sputteringbelægningsteknologi, der er kendt for sin høje skade-tærskel, ført til fremkomsten af ​​dybrøde lasere, der opererer på WATT-niveau. Disse undersøgelser tilvejebringer yderligere beviser til understøttelse af forbedring af laserudgangsegenskaber gennem ophidsede tilstandsabsorptionsprocesser, der er afhængige af dybrød og næsten infrarød excitation.