„Optics Express“ paskelbtame tyrime tyrimo komanda, kuriai vadovauja Kinijos mokslų akademijos Xi'an optikos instituto profesorius Yuxi Fu išvestis.
Lazeriai, veikiantys 2 μm spektriniame diapazone, yra labai vertinami atsižvelgiant į jų akių saugumą, didelę vandens absorbciją ir mažą atmosferos silpnėjimą. Įprasti 2 μm lazeriai paprastai reikalauja kriogeninio aušinimo, kad būtų galima kontroliuoti šiluminį efektą, o tai padidina sistemos sudėtingumą ir sąnaudas ir riboja jų pritaikymą kompaktiškoje, erdvėje pritvirtintose ir mobiliosiose platformose. Todėl didelės galios kambario temperatūros 2 μm lazerių vystymasis tapo svarbia tyrimų kryptis.
1 lentelė: Plono disko lazerių apžvalga 2 μm srityje. Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
Šiame tyrime tyrėjai sukūrė naują sudėtinę plono disko struktūrą, pagrįstą HO: YLF. Derinant 2 AT. % Doped HO: YLF kristalas su neapdorotu YLF dangtelio sluoksniu, kristalo mechaninis patikimumas buvo žymiai pagerintas, o savaiminio emisijos amplifikacijos poveikis buvo efektyviai slopinamas, taip padidinant lazerio išėjimo stabilumą.
1 paveikslas: HO: YLF kompozicinio plono disko kristalų schema. (A) 3D schema HO: YLF kompozicinis plonas diskas. (B) HO: YLF kompozicinio plono disko, suvirinto prie sic šilumos kriauklės, nuotrauka. (C) HO skerspjūvio vaizdas: YLF kompozicinis plonas diskas išilgai siurblio šviesos sklidimo krypties. Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
Be to, tyrėjai optimizavo optinio siurbimo sistemą, naudodami daugiakanalinę konfigūraciją su 12 siurbimo ciklų kartu su efektyvia šiluminio valdymo strategija. Šis metodas ne tik užtikrina didelę galią, bet ir sumažina šiluminį lęšį, todėl bus puiki pluošto kokybė.
2 paveikslas: HO: YLF plono disko lazerio schema. (A) 3D schema Plono disko lazerio schema, pagrįsta 12- kelio siurblio moduliu. b) Eksperimentinės sąrankos schema, rodanti kompozicinę plono disko lazerio galvutę su vandeniu aušinama šilumos kriaukle. Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad kai lazeriu pumpuojamas 194 0 nm thulium-doped pluošto lazeris, kurio skersmuo yra 1,8 mm, didžiausia išėjimo galia siekia 26,5 W, optinis efektyvumas yra 38,1%, o nuolydžio efektyvumas yra 42. 0%. Sijos kokybė yra beveik ribota difrakcija, o santykinis standartinis elektros stabilumo nuokrypis yra tik 0,35%.
3 paveikslas. 2 absorbcijos ir emisijos skerspjūviai, esantys 2%. Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
4 paveikslas. HO: YLF Plonas disko lazerio išėjimo galia, išmatuota naudojant 3% pralaidumą OC. Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
5 paveikslas. (A) Thulium-Doped pluošto lazerio siurbimo ir (b) CW emisijos kambario temperatūros spektrai. Punktyrinės linijos rodo HO: YLF kristalų absorbcijos ir emisijos skerspjūvius. Kiekvienas spektras parodo penkių matavimų vidurkį. Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
6 paveikslas: Išėjimo pluošto kokybė. (A) M2 26 W išėjimo pluošto kokybės matavimas. (b) pluošto profiliai skirtingais atstumais (l=-200 mm, 0 mm, 100 mm ir 300 mm). Šaltinis: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang ir kt., Netoli difrakcijos ribotos juostos, pumpuojamos HO: YLF kompozicinio plono disko lazerio, esant 2 μm, optika Express (2025).
Profesorius Fu sakė: "Šis darbas yra būdas sukurti kompaktiškų, ekonomiškų didelės galios 2 μm lazerius, kurie gali pasiekti 100 W lygį, tobulinant ypač greitą lazerio mokslą. Tai taip pat suteikia naują požiūrį į didelės galios ir nešiojamų infraraudonųjų spindulių lazerių sistemų kūrimą."
