Dalam satu kajian yang diterbitkan di Optics Express, sebuah pasukan penyelidikan yang diketuai oleh Profesor Yuxi Fu dari Institut Optik dan Precision Mechanics (Xiopm) yang dibangunkan oleh Cina, output.
Laser yang beroperasi dalam julat spektrum 2μm sangat dihormati untuk keselamatan mata mereka, penyerapan air yang tinggi, dan pelemahan atmosfera yang rendah. Laser 2μm konvensional biasanya memerlukan penyejukan kriogenik untuk mengawal kesan terma, yang meningkatkan kerumitan dan kos sistem dan menghadkan aplikasi mereka dalam platform padat, ruang yang terkawal, dan mudah alih. Oleh itu, pembangunan laser 2μm suhu bilik tinggi telah menjadi arah penyelidikan yang penting.
Jadual 1: Gambaran keseluruhan laser cakera nipis di rantau 2 μm. Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis komposit pada 2 μm, Optik Express (2025).
Dalam kajian ini, para penyelidik membangunkan struktur cakera nipis komposit baru berdasarkan HO: YLF. Dengan menggabungkan 2 at. % doped HO: YLF Crystal dengan lapisan capping YLF yang tidak terperinci, kekukuhan mekanikal kristal telah meningkat dengan ketara, sementara kesan penguatan pelepasan spontan telah ditindas dengan berkesan, dengan itu meningkatkan kestabilan output laser.
Rajah 1: Skematik gambarajah HO: YLF Composite Nipis Cakera Kristal. (a) Rajah skematik 3D HO: YLF cakera nipis komposit. (b) Gambar HO: YLF cakera nipis komposit yang dikimpal kepada sinki haba sic. (c) Pandangan keratan rentas cakera nipis HO: YLF di sepanjang arah penyebaran cahaya pam. Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis komposit pada 2 μm, Optik Express (2025).
Di samping itu, penyelidik mengoptimumkan sistem pam optik, menggunakan konfigurasi pelbagai saluran dengan 12 kitaran pam yang digabungkan dengan strategi pengurusan terma yang cekap. Pendekatan ini bukan sahaja memastikan output kuasa yang tinggi, tetapi juga meminimumkan lensa terma, menghasilkan kualiti rasuk yang sangat baik.
Rajah 2: Gambarajah skematik HO: YLF laser cakera tipis. (a) Rajah skematik 3D laser cakera nipis berdasarkan modul pam 12-. (b) Rajah persediaan eksperimen, menunjukkan kepala laser cakera nipis komposit dengan sinki haba yang disejukkan air. Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis YLF pada 2 μm, Optik Express (2025).
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa apabila laser dipam oleh laser serat thulium-doped 194 0 nm dengan diameter 1.8mm, kuasa output puncak mencapai 26.5W, kecekapan optik adalah 38.1%, dan kecekapan cerun adalah 42. 0%. Kualiti rasuk hampir difraksi-terhad, dan sisihan piawai relatif kestabilan kuasa hanya 0.35%.
Rajah 3: Penyerapan dan pelepasan bahagian silang 2 pada.% Doped HO: YLF kristal pada suhu bilik. Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis komposit pada 2 μm, Optik Express (2025).
Rajah 4. HO: YLF Kuasa output laser cakera tipis diukur menggunakan 3% transmisi OC. Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis YLF pada 2 μm, Optik Express (2025).
Rajah 5: Spektrum suhu bilik (a) mengepam laser serat thulium dan (b) pelepasan CW. Garis putus -putus menunjukkan penyerapan dan pelepasan bahagian silang kristal HO: YLF. Setiap spektrum mewakili purata lima pengukuran. Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis komposit pada 2 μm, Optik Express (2025).
Rajah 6: Kualiti rasuk output. (a) M2 Pengukuran kualiti rasuk output 26W. (b) Profil rasuk pada jarak yang berbeza (l=-200 mm, 0 mm, 100mm, dan 300mm). Sumber: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Berhampiran difraksi-terhad dalam-band yang dipam HO: YLF laser cakera nipis YLF pada 2 μm, Optik Express (2025).
Profesor Fu berkata: "Kerja ini membuka jalan bagi pembangunan laser 2μm kuasa tinggi yang kompak, kos yang berpotensi untuk mencapai tahap 100W, memajukan sains laser ultrafast.
