Laser tout fibre dopé à l'Holmium léger visible haute performance

La génération directe de la lumière visible à partir de lasers tout fibres compacts tout en maintenant les caractéristiques de sortie élevées a toujours été un sujet de recherche dans la technologie laser. Ici, Ji et al. a proposé une méthode pour développer des lasers à double longueur d'onde en utilisant le mécanisme d'excitation dans les fibres de verre de fluorure zblan dopés à l'Holmium, et a réalisé des performances de sortie élevées expérimentales des lasers tout fibres, fonctionnant en particulier dans la bande rouge foncé sous un pompage de 640 nm. Notamment, une puissance de sortie d'onde continue maximale de 271 MW a été obtenue à 750 nm avec une efficacité de pente de 45,1%, ce qui est la puissance de sortie directe la plus élevée enregistrée dans les lasers tout fibres avec un diamètre central de moins de 10 μm dans la bande rouge foncé. De plus, les chercheurs ont développé un laser tout fibre de 1,2 μm pompé par un laser de 640 nm. Les chercheurs ont largement étudié la corrélation entre ces deux processus de génération de laser et leurs performances à 750 nm et 1,2 μm de longueurs d'onde. En augmentant le taux de pompe, les chercheurs ont observé un recyclage efficace de la population grâce au processus d'absorption de l'état excité élevé, qui a effectivement restauré la population au niveau du laser supérieur de la transition rouge profonde. De plus, les chercheurs ont déterminé les conditions optimales pour ce laser, identifié le processus de remplissage des niveaux d'énergie d'état excités et établi les paramètres spectraux correspondants. Cette recherche montre une grande promesse dans l'amélioration des performances des lasers à l'aide d'autres ions de terres rares à travers des processus d'absorption d'état excités, ouvrant la voie à l'avancement des lasers ultrapochants tout fibres.

Les lasers tous fibres sont largement utilisés en raison de leur structure compacte, d'excellentes performances de dissipation de chaleur et pas besoin de nettoyage de cavité optique. Ils ont une variété d'applications telles que la mesure d'usinage de précision, la biophotonique et les applications de défense. Les lasers à fibres à haute puissance dans la région optique infrarouge, en particulier 1 μm, 1,53 μm et 2 μm, ont été bien étudiés en utilisant des fibres de verre silicate dopées. Ces lasers ont atteint des pouvoirs optiques dépassant les kilowatts. De plus, les lasers légers visibles ont brisé la sortie laser de niveau WATT. Cependant, la puissance de sortie des lasers tout-fibres monomares dans la bande lumineuse visible est toujours limitée à 100 MW. Ceci est principalement attribué à deux facteurs principaux. Premièrement, les fibres de fluor, qui sont le corps principal de la génération laser visible, ont un faible seuil de dégâts. Deuxièmement, la réalisation de miroirs laser en tout-fibre de lumière visible haute performance s'est avéré difficile.

Ces dernières années, les chercheurs ont réalisé des progrès significatifs dans le développement de lasers légers ultra-rapides visibles en utilisant diverses méthodes traditionnelles pour améliorer le verrouillage du mode lumière visible, telles que l'intégration des cavités des huit et des lasers de polarisation non linéaire dans l'espace libre dans les lasers de fibres Dy, HO et PR / YB. Cependant, la puissance de sortie des lasers verrouillés en mode tous fibres est toujours limitée à quelques milliwatts, limitant leurs applications. Par conséquent, il est très important de continuer à explorer les lasers visibles entièrement fibres performants, car la sortie d'onde continue de la lumière visible dans une structure tout fibre est la base de l'utilisation d'impulsions à haute énergie.

Les fibres de verre de fluorure zblan dopées à l'Holmium ont attiré une attention généralisée en raison de leurs larges ressources spectrales dans la région visible de la région proche infrarouge. Ces fibres offrent trois principales options de pompage pour le processus de génération de lumière visible. Le pompage de la diode laser bleu produit une sortie laser verte efficace, bien que la qualité du faisceau soit limitée. D'un autre côté, en raison de la longue durée de vie du niveau d'énergie de 5i7, la puissance de sortie maximale du laser rouge profond en tout fibre n'est que de 16 MW. Par rapport au pompage vert, le pompage rouge couvre une plus large gamme de niveaux d'énergie, ce qui est propice à l'étude de l'interconnexion et de l'inversion entre différents niveaux d'énergie. De plus, la mise en œuvre de lasers à l'état solide rouge haute performance et de technologie de revêtement de pulvérisation de plasma avancé, connu pour son seuil de dégâts élevés, a conduit à l'émergence de lasers rouge profond opérant au niveau WATT. Ces études fournissent des preuves supplémentaires à l'appui de l'amélioration des caractéristiques de sortie du laser grâce à des processus d'absorption à l'état excité qui reposent sur une excitation profonde et proche infrarouge.