Υψηλής απόδοσης ορατό ελαφρύ Holmium-Doped Laser Laser

Η άμεση παραγωγή ορατού φωτός από συμπαγή λέιζερ όλων των ινών διατηρώντας τα υψηλά χαρακτηριστικά παραγωγής ήταν πάντα ένα ερευνητικό θέμα στην τεχνολογία λέιζερ. Εδώ, Ji et αϊ. πρότεινε μια μέθοδο για την ανάπτυξη λέιζερ μήκους διπλού κύματος χρησιμοποιώντας τον μηχανισμό διέγερσης σε γυάλινες ίνες φθοριούχου zblan με διέγερση με Holmium και πέτυχε πειραματικά υψηλής απόδοσης εξόδου των λέιζερ όλων των ινών, ειδικά λειτουργώντας στη βαθιά κόκκινη ζώνη κάτω από την άντληση 640 nm. Συγκεκριμένα, μια μέγιστη ισχύς συνεχούς κύματος 271 MW επιτεύχθηκε στα 750 nm με απόδοση κλίσης 45,1%, η οποία είναι η υψηλότερη ισχύς άμεσης εξόδου που καταγράφηκε σε λέιζερ όλων των ινών με διάμετρο πυρήνα μικρότερη από 10 μm στη βαθιά κόκκινη ζώνη. Επιπλέον, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα λέιζερ όλων των ινών 1,2 μm που αντλείται με λέιζερ 640 nm. Οι ερευνητές μελέτησαν εκτενώς τη συσχέτιση μεταξύ αυτών των δύο διαδικασιών παραγωγής λέιζερ και των επιδόσεών τους στα 750 nm και 1,2 μm μήκους κύματος. Με την αύξηση του ρυθμού της αντλίας, οι ερευνητές παρακολούθησαν την αποτελεσματική ανακύκλωση του πληθυσμού μέσω της υψηλής διεγερμένης διαδικασίας απορρόφησης κατάστασης, η οποία αποκατέστησε αποτελεσματικά τον πληθυσμό στο ανώτερο επίπεδο λέιζερ της βαθιάς κόκκινης μετάβασης. Επιπλέον, οι ερευνητές καθόρισαν τις βέλτιστες συνθήκες για αυτό το λέιζερ, αναγνώρισαν τη διαδικασία πλήρωσης των διεγερμένων επιπέδων ενέργειας και καθιέρωσαν τις αντίστοιχες φασματικές παραμέτρους. Αυτή η έρευνα δείχνει μεγάλη υπόσχεση για τη βελτίωση της απόδοσης των λέιζερ χρησιμοποιώντας άλλα ιόντα σπάνιων γαιών μέσω διεγερμένων διεργασιών απορρόφησης κατάστασης, ανοίγοντας το δρόμο για την πρόοδο των λέιζερ ultrafast.

Τα λέιζερ όλων των ινών χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της συμπαγούς δομής τους, της εξαιρετικής απόδοσης της διάχυσης θερμότητας και δεν χρειάζεται καθαρισμός οπτικής κοιλότητας. Έχουν μια ποικιλία εφαρμογών όπως η μέτρηση της μηχανικής κατεργασίας, η βιοφωτική και οι εφαρμογές της άμυνας. Τα λέιζερ ινών υψηλής ισχύος στην υπέρυθρη οπτική περιοχή, ειδικά 1 μm, 1,53 μm και 2 μm, έχουν μελετηθεί καλά χρησιμοποιώντας ινώδεις γυαλί πυριτικού άλατος με ντοπετ. Αυτά τα λέιζερ έχουν επιτύχει οπτικές δυνάμεις που υπερβαίνουν τις κιλοβάτ. Επιπλέον, τα ορατά ελαφριά λέιζερ έχουν σπάσει την έξοδο λέιζερ Watt. Ωστόσο, η ισχύς εξόδου των λέιζερ όλων των ινών στην ορατή φωτεινή ζώνη εξακολουθεί να περιορίζεται σε 100 MW. Αυτό αποδίδεται κυρίως σε δύο κύριους παράγοντες. Πρώτον, οι ίνες φθορίου, οι οποίες είναι το κύριο σώμα της ορατής παραγωγής λέιζερ, έχουν ένα όριο χαμηλής βλάβης. Δεύτερον, η επίτευξη υψηλής απόδοσης ορατού φωτός καθρέφτες LASER LASER έχει αποδειχθεί προκλητική.

Τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στην ανάπτυξη εξαιρετικά γρήγορων λέιζερ ορατού φωτός χρησιμοποιώντας διάφορες παραδοσιακές μεθόδους για τη βελτίωση του κλείδωμα του ορατού φωτός, όπως η ενσωμάτωση των κοιλοτήτων των οκτώ και του ελεύθερου χώρου μη γραμμικής πόλωσης σε DY, HO και PR/YB-Doped Lasers. Ωστόσο, η ισχύς εξόδου των λέιζερ κλειδωμένων με τη λειτουργία ινών εξακολουθεί να περιορίζεται σε λίγα χιλιοστά, περιορίζοντας τις εφαρμογές τους. Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να συνεχίσουμε να διερευνάται ορατά λέιζερ υψηλής απόδοσης, επειδή η επίτευξη συνεχούς κύματος παραγωγής ορατού φωτός σε μια δομή όλων των ινών αποτελεί τη βάση για τη χρήση παλμών υψηλής ενέργειας.

Οι γυάλινες ίνες φθοριούχου φθοριούχου Holmium έχουν προσελκύσει ευρεία προσοχή λόγω των ευρείων φασματικών πόρων τους στην ορατή στην περιοχή κοντά στην υπέρυθρη ακτινοβολία. Αυτές οι ίνες παρέχουν τρεις κύριες επιλογές άντλησης για την ορατή διαδικασία παραγωγής φωτός. Η μπλε αντλία δίοδος λέιζερ παράγει αποτελεσματική πράσινη έξοδο λέιζερ, αν και η ποιότητα της δέσμης είναι περιορισμένη. Από την άλλη πλευρά, λόγω της μακράς διάρκειας ζωής του ενεργειακού επιπέδου του 5i7, η μέγιστη ισχύς εξόδου του Deep-Red Laser όλων των ινών είναι μόνο 16 MW. Σε σύγκριση με την πράσινη άντληση, η κόκκινη άντληση καλύπτει ένα ευρύτερο εύρος ενεργειακών επιπέδων, το οποίο ευνοεί τη μελέτη της διασύνδεσης και της αντιστροφής μεταξύ διαφορετικών επιπέδων ενέργειας. Επιπλέον, η υλοποίηση των κόκκινων λέιζερ στερεάς κατάστασης υψηλής απόδοσης και η προηγμένη τεχνολογία επικάλυψης πλάσματος, η οποία είναι γνωστή για το κατώφλι υψηλής βλάβης, οδήγησε στην εμφάνιση βαθιών κόκκινων λέιζερ που λειτουργούν σε επίπεδο WATT. Αυτές οι μελέτες παρέχουν πρόσθετες αποδείξεις για την υποστήριξη της ενίσχυσης των χαρακτηριστικών εξόδου λέιζερ μέσω διεργασιών απορρόφησης διεγερμένης κατάστασης που βασίζονται σε βαθιά κόκκινη και σχεδόν υπέρυθρη διέγερση.