高性能可視光ホルミウムドープオールファイバーレーザー

高出力特性を維持しながら、コンパクトなオールファイバーレーザーから可視光を直接生成することは、常にレーザー技術の研究トピックでした。ここで、Ji et al。ホルミウムドープZblanフッ化物ガラス繊維の励起メカニズムを使用してデュアル波長レーザーを開発する方法を提案し、特に640 nmのポンピングの下で​​深い赤いバンドで動作する全繊維レーザーの高出力性能を実験的に達成しました。特に、271 MWの最大連続波出力電力が750 nmで達成され、勾配効率は45.1％であり、これは、深い赤い帯域で10μm未満のコア直径を持つ全繊維レーザーで記録された最高の直接出力電力です。さらに、研究者は、640 nmレーザーによってポンピングされた1.2μMの全繊維レーザーを開発しました。研究者は、これら2つのレーザー生成プロセスと750 nmおよび1.2μmの波長でのパフォーマンスとの相関関係を広範囲に研究しました。ポンプ速度を上げることにより、研究者は、高励起状態吸収プロセスを通じて有効な集団のリサイクルを観察しました。これにより、集団が深い赤い遷移の上部レーザーレベルまで効果的に回復しました。さらに、研究者はこのレーザーの最適な条件を決定し、励起状態のエネルギーレベルを埋めるプロセスを特定し、対応するスペクトルパラメーターを確立しました。この研究は、励起状態の吸収プロセスを介して他の希土類イオンを使用したレーザーの性能を改善し、全繊維超高速レーザーの進歩への道を開くことに大きな期待を示しています。

オールファイバーレーザーは、コンパクトな構造、優れた熱散逸性能、および光キャビティクリーニングの必要はないため、広く使用されています。精密加工測定、バイオフォトニクス、防御アプリケーションなど、さまざまな用途があります。赤外線光学領域、特に1μM、1.53μM、および2μMの高電力繊維レーザーは、ドープされたケイ酸塩ガラス繊維を使用してよく研究されています。これらのレーザーは、キロワットを超える光学電力を達成しました。さらに、可視光レーザーがワットレベルのレーザー出力を貫通しています。ただし、可視光帯域のシングルクラッドオールファイバーレーザーの出力は、まだ100 MWに制限されています。これは主に2つの主要な要因に起因します。第一に、目に見えるレーザー生成の本体であるフッ化物繊維は、損傷のしきい値が低いです。第二に、高性能の可視光のオールファイバーレーザーミラーを達成することは、挑戦的であることが証明されています。

近年、研究者は、dy、ho、およびpr/ybドープ繊維レーザーのフリースペースの非線形偏光回転など、さまざまな従来の方法を使用して可視光モードロックを改善するために、さまざまな従来の方法を使用して超高速可視光レーザーの開発に大きな進歩を遂げています。ただし、すべてファイバーモードロックレーザーの出力電力は、まだ数ミリワットに制限されており、アプリケーションが制限されています。したがって、すべてファイバー構造で可視光の連続波出力を達成することが高エネルギーパルスを利用するための基礎であるため、高性能のオールファイバー可視レーザーを探索し続けることが非常に重要です。

ホルミウムドープされたZblanフッ化物ガラス繊維は、近赤外領域に目に見える幅広いスペクトルリソースのために、広範囲にわたる注目を集めています。これらの繊維は、可視光生成プロセスの3つの主要なポンピングオプションを提供します。青色レーザーダイオードポンピングは、ビーム品質は限られていますが、効率的な緑色のレーザー出力を生成します。一方、5i7の長いエネルギーレベルの寿命により、全繊維の深redレーザーの最大出力電力はわずか16 mWです。緑のポンピングと比較して、赤いポンピングはより広い範囲のエネルギーレベルをカバーします。これは、異なるエネルギーレベル間の相互接続と反転を研究するのに役立ちます。さらに、高性能の赤い固体レーザーと高度なプラズマスパッタリングコーティングテクノロジーの実装は、その高い損傷のしきい値で知られているため、ワットレベルで動作する深海レーザーの出現につながりました。これらの研究は、深呼吸と近赤外の励起に依存する励起状態の吸収プロセスを通じて、レーザー出力特性の強化をサポートする追加の証拠を提供します。