ألياف شديدة الأداء مرئية للضوء الذروة من جميع الألياف

إن توليد الضوء المرئي بشكل مباشر من الليزر المدمج لجميع الألياف مع الحفاظ على خصائص الإخراج عالية كان دائمًا موضوعًا للبحث في تكنولوجيا الليزر. هنا ، جي وآخرون. اقترح طريقة لتطوير الليزر بطول الموجة باستخدام آلية الإثارة في الألياف الزجاجية Zblan المزدوجة الهولميوم ، وتحقيق أداء عالي الناتج لليزر جميع الألياف ، لا سيما العمل في النطاق الأحمر العميق تحت 640 نانومتر. والجدير بالذكر أن الحد الأقصى لقوة ناتج الموجة المستمرة البالغة 271 ميجاوات تم تحقيقها عند 750 نانومتر مع كفاءة الميل بنسبة 45.1 ٪ ، وهي أعلى طاقة إنتاج مباشرة مسجلة في جميع الليزر الألياف بقطر أساسي أقل من 10 ميكرون في النطاق الأحمر العميق. بالإضافة إلى ذلك ، طور الباحثون ليزر 1.2 ميكرون من الألياف الضخمة بالليزر 640 نانومتر. درس الباحثون على نطاق واسع العلاقة بين هاتين عمليتين لتوليد الليزر وأدائهم في أطوال موجية 750 نانومتر و 1.2 ميكرون. من خلال زيادة معدل المضخة ، لاحظ الباحثون إعادة تدوير السكان الفعالة من خلال عملية امتصاص الحالة العالية ، والتي أعادت بفعالية السكان إلى مستوى الليزر العلوي للانتقال الأحمر العميق. بالإضافة إلى ذلك ، حدد الباحثون الظروف المثلى لهذا الليزر ، وحددوا عملية ملء مستويات طاقة الحالة المثيرة ، وأنشأوا المعلمات الطيفية المقابلة. يظهر هذا البحث وعدًا كبيرًا في تحسين أداء الليزر باستخدام أيونات الأرض النادرة الأخرى من خلال عمليات امتصاص الحالة المتحمسة ، مما يمهد الطريق لتقدم الليزر فائق السرعة.

تستخدم الليزر جميع الألياف على نطاق واسع بسبب بنيةها المدمجة ، وأداء تبديد الحرارة الممتاز ، ولا حاجة لتنظيف التجويف الضوئي. لديهم مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل قياس الآلات الدقيقة ، والعلم الحيوي ، وتطبيقات الدفاع. تم دراسة أشعة الليزر ذات الألياف عالية الطاقة في المنطقة البصرية بالأشعة تحت الحمراء ، وخاصة 1 ميكرون ، 1.53 ميكرون ، و 2 ميكرون ، بشكل جيد باستخدام ألياف زجاجية من السيليكات المخدرة. لقد حققت هذه الليزر قوى بصرية تتجاوز كيلووات. بالإضافة إلى ذلك ، كسرت أشعة الليزر الخفيفة المرئية من خلال إخراج الليزر على مستوى وات. ومع ذلك ، فإن طاقة الإخراج لليزر أحادي الألياف في نطاق الضوء المرئي لا تزال تقتصر على 100 ميجاوات. ويعزى هذا بشكل رئيسي إلى عاملين رئيسيين. أولاً ، تتمتع ألياف الفلورايد ، والتي هي الجسم الرئيسي لتوليد الليزر المرئي ، بعتبة تلف منخفضة. ثانياً ، أثبتت تحقيق مرايا الليزر المرئية عالية الأداء المرئية أنها صعبة.

في السنوات الأخيرة ، أحرز الباحثون تقدماً كبيراً في تطوير أشعة الليزر المرئية المرئية الفائقة باستخدام طرق مختلفة تقليدية لتحسين قفل وضع الضوء المرئي ، مثل دمج تجاويف الرقم ثمانية وتناوب الاستقطاب غير الخطي في DY و HO و PR/YB. ومع ذلك ، لا تزال قوة الإخراج لليزر جميع الألياف مقفلة على بعد بضعة ملليوات ، مما يحد من تطبيقاتها. لذلك ، من المهم للغاية مواصلة استكشاف الليزر المرئي في جميع الألياف عالية الأداء ، لأن تحقيق الناتج المستمر للموجة من الضوء المرئي في بنية جميع الألياف هو أساس استخدام نبضات عالية الطاقة.

اجتذبت ألياف الزلول الفلورايد Zblan المزدوجة هولميوم اهتمامًا واسع النطاق بسبب مواردها الطيفية الواسعة في المنطقة المرئية إلى المنطقة القريبة من الأشعة تحت الحمراء. توفر هذه الألياف ثلاثة خيارات ضخ رئيسية لعملية توليد الضوء المرئية. ينتج الضخ الصمام الثنائي الليزر الأزرق إخراج ليزر أخضر فعال ، على الرغم من أن جودة الحزمة محدودة. من ناحية أخرى ، نظرًا لعمر مستوى الطاقة الطويل البالغ 5i7 ، فإن الحد الأقصى للطاقة الناتج للليزر العميق في جميع الألياف هو 16 ميجاوات فقط. بالمقارنة مع الضخ الأخضر ، يغطي الضخ الأحمر مجموعة واسعة من مستويات الطاقة ، وهو ما يفضي إلى دراسة الترابط والانعكاس بين مستويات الطاقة المختلفة. بالإضافة إلى ذلك ، أدى تنفيذ الليزر ذو الحالة الصلبة الحمراء عالية الأداء وتكنولوجيا طلاء البلازما المتقدمة ، والتي تشتهر بعتبة الأضرار العالية ، إلى ظهور الليزر الأحمر العميق التي تعمل على مستوى وات. توفر هذه الدراسات أدلة إضافية لدعم تعزيز خصائص إخراج الليزر من خلال عمليات امتصاص الحالة المتحمسة التي تعتمد على الإثارة الحمراء العميقة والقريبة من الأشعة تحت الحمراء.