고성능 가시 광선 holmium 도핑 된 모든 섬유 레이저

소형 전 섬유 레이저에서 가시 광선을 직접 생성하면서 높은 출력 특성을 유지하는 것은 항상 레이저 기술의 연구 주제였습니다. 여기서 Ji et al. Holmium 도핑 된 Zblan 불소 유리 섬유에서 여기 메커니즘을 사용하여 이중 파장 레이저를 개발하는 방법을 제안하고, 특히 640 nm 펌핑 하에서 딥 레드 밴드에서 작동하는 모든 섬유 레이저의 높은 출력 성능을 실험적으로 달성했습니다. 특히, 271MW의 최대 연속 파 출력 전력은 45.1%의 기울기 효율로 750nm에서 달성되었으며, 이는 깊은 레드 밴드에서 코어 직경이 10 μm 미만인 올 섬유 레이저에서 기록 된 가장 높은 직접 출력 전력입니다. 또한 연구원들은 640 nm 레이저로 펌핑 된 1.2 μm 전 섬유 레이저를 개발했습니다. 연구원들은이 두 레이저 생성 공정과 750 nm 및 1.2 μm 파장의 성능 사이의 상관 관계를 광범위하게 연구했습니다. 펌프 속도를 증가시킴으로써 연구원들은 높은 여기 상태 흡수 공정을 통해 효과적인 인구 재활용을 관찰하여 인구를 깊은 적색 전이의 상부 레이저 수준으로 효과적으로 회복시켰다. 또한, 연구원들은이 레이저의 최적 조건을 결정하고, 여기 상태 에너지 수준을 채우는 과정을 확인하고, 해당 스펙트럼 매개 변수를 확립했습니다. 이 연구는 여기 상태 흡수 공정을 통해 다른 희토류 이온을 사용하여 레이저의 성능을 향상시켜 모든 섬유 초고파 레이저의 발전을위한 길을 열어줍니다.

모든 섬유 레이저는 소형 구조, 우수한 열 소산 성능 및 광장 청소가 필요하지 않아 널리 사용됩니다. 정밀 가공 측정, 바이오 포토닉 및 방어 응용 프로그램과 같은 다양한 응용 프로그램이 있습니다. 적외선 광학 영역의 고전력 섬유 레이저, 특히 1 μm, 1.53 μm 및 2 μm는 도핑 된 실리케이트 유리 섬유를 사용하여 잘 연구되었습니다. 이 레이저는 킬로와트를 초과하는 광 전력을 달성했습니다. 또한 가시 광선 레이저가 와트 레벨 레이저 출력을 통해 파손되었습니다. 그러나 가시 광선 밴드에서 단일 입은 모든 섬유 레이저의 출력 전력은 여전히 ​​100MW로 제한됩니다. 이것은 주로 두 가지 주요 요인에 기인합니다. 첫째, 가시 레이저 생성의 본체 인 불소 섬유는 손상 임계 값이 낮습니다. 둘째, 고성능 가시 광선 올 섬유 레이저 거울을 달성하는 것은 어려운 것으로 판명되었습니다.

최근 몇 년 동안, 연구자들은 DY, HO 및 PR/YB 도핑 된 섬유 레이저에 8 개의 가시 구멍 및 자유 공간 비선형 편광 회전을 통합하는 등 가시 광선 모드 잠금을 개선하기 위해 다양한 전통적인 방법을 사용하여 초고파가 가시 광선 레이저의 개발에서 상당한 진전을 보였습니다. 그러나, 모든 섬유 모드 로킹 된 레이저의 출력 전력은 여전히 ​​몇 개의 milliwatts로 제한되어 응용 프로그램을 제한합니다. 따라서, 모든 섬유 구조에서 가시 광선의 연속파 출력을 달성하는 것이 고 에너지 펄스를 사용하기위한 기초이기 때문에 고성능 전 섬유 가시 레이저를 계속 탐색하는 것이 매우 중요합니다.

Holmium-Doped Zblan 불소 유리 섬유는 가시적 이외선 영역에서의 광범위한 스펙트럼 자원으로 인해 광범위한 관심을 끌었습니다. 이 섬유는 가시 광 발전 공정을위한 세 가지 주요 펌핑 옵션을 제공합니다. 블루 레이저 다이오드 펌핑은 빔 품질이 제한되지만 효율적인 녹색 레이저 출력을 생성합니다. 반면에, 5I7의 긴 에너지 수준 수명으로 인해 모든 섬유 심해 레이저의 최대 출력 전력은 16MW에 불과합니다. 녹색 펌핑과 비교할 때, 레드 펌핑은 더 넓은 범위의 에너지 수준을 커버하며, 이는 상이한 에너지 수준 사이의 상호 연결 및 역전을 연구하는 데 도움이됩니다. 또한, 높은 손상 임계 값으로 알려진 고성능 적색 솔리드 스테이트 레이저와 고급 플라즈마 스퍼터링 코팅 기술의 구현은 와트 수준에서 작동하는 심해 레이저의 출현으로 이어졌습니다. 이 연구는 심해 및 근적외선 여기에 의존하는 여기 상태 흡수 공정을 통해 레이저 출력 특성의 향상을 지원하는 추가 증거를 제공합니다.