Ultrasnabba fiberlasrar med hög effekt och hög energi är oumbärliga verktyg inom olika områden, från grundläggande och tillämpad vetenskaplig forskning till industriell bearbetning. Men på grund av termiska effekter, icke-linjära effekter, finns det alltid en gräns för kraft/energiexpansionen hos en enfiberlaserförstärkare.
Teknik för koherent strålkombination (CBC) är en effektiv strategi för att bryta igenom gränserna för en enfiberlaserförstärkare och ytterligare uppnå effekt/energiskalning.
Under villkoren för ömsesidig koherens och stabilt fasförhållande kan flera laserstrålar överlagras och ömsesidigt störa varandra. Detta tillvägagångssätt möjliggör en förbättring av medeleffekt och pulsenergi med en faktor nästan lika med det totala antalet kombinerade kanaler. Men med ökningen av strålkombinationskanaler ökar också komplexiteten hos CBC-system, vilket medför negativa effekter såsom minskad strålkombinationseffektivitet, försämrad strålkvalitet och ökade driftssvårigheter för systemet.
Forskare från Huazhong University of Science and Technology rapporterade användningen av en koherent strålkombinationsteknik med fylld apertur för att uppnå ett ultrasnabbt fiberlasersystem med en genomsnittlig uteffekt på 403 W, 0,5 mJ pulsenergi och 260 fs. Utmärkt strålkvalitet (M 2 <1,2) uppnåddes samtidigt som man säkerställde god kraftstabilitet (RMS <0,5%).
Verket med titeln "260 fs, 403 W koherent kombinerad fiberlaser med exakt dispersionshantering av hög ordning" publicerades i Frontiers of Optoelectronics .
Genom att använda integrerad elektronisk dispersionshårdvara har effektiv kompensation uppnåtts för den ofullständiga kompensationen av dispersion av hög ordning efter gitterkompression, vilket optimerar pulsbredden samtidigt som överlägsen förbättring av pulskvaliteten uppnås.
Dessutom arbetar CBC med en genomsnittlig effekt på över 230 W per kanal, vilket förenklar systemets komplexitet och driftssvårigheter.
I framtiden förväntas det att endast fyra kanals koherent syntes kan öka effekten till kw-nivån och pulsenergin till mJ-nivån.
Mer information: Shuangxi Peng et al, 260 fs, 403 W koherent kombinerad fiberlaser med exakt dispersionshantering av hög ordning, Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00107-5
Tillhandahålls av Higher Education Press
