At bryde igennem grænserne for en enkelt fiber laserforstærker:Kohærent strålekombination

Højeffekt, højenergi ultrahurtige fiberlasere er uundværlige værktøjer inden for forskellige områder, fra grundlæggende og anvendt videnskabelig forskning til industriel forarbejdning. Men på grund af termiske effekter, ikke-lineære effekter, er der altid en grænse for effekt-/energiudvidelsen af ​​en enkelt fiberlaserforstærker.

Coherent beam Combination (CBC) teknologi er en effektiv strategi til at bryde igennem grænserne for en enkelt fiber laserforstærker og yderligere opnå effekt/energi skalering.

Under betingelserne for gensidig kohærens og stabilt faseforhold kan flere laserstråler overlejres og gensidigt interferere med hinanden. Denne tilgang giver mulighed for en forbedring af den gennemsnitlige effekt og pulsenergi med en faktor, der næsten svarer til det samlede antal kombinerede kanaler. Men med stigningen i strålekombinerende kanaler øges kompleksiteten af ​​CBC-systemer også, hvilket medfører negative påvirkninger som forringet strålekombinationseffektivitet, forringet strålekvalitet og øgede operationelle vanskeligheder for systemet.

Forskere fra Huazhong University of Science and Technology rapporterede brugen af ​​en udfyldt apertur kohærent strålekombinationsteknologi for at opnå et ultrahurtigt fiberlasersystem med en gennemsnitlig udgangseffekt på 403 W, 0,5 mJ pulsenergi og 260 fs. Fremragende strålekvalitet (M ² <1,2) blev opnået, samtidig med at der blev sikret god strømstabilitet (RMS <0,5%).

Værket med titlen "260 fs, 403 W kohærent kombineret fiberlaser med præcis high-order dispersion management" blev udgivet i Frontiers of Optoelectronics .

Ved at bruge integreret elektronisk spredningshardware er der opnået effektiv kompensation for den ufuldstændige kompensation af højordens spredning efter gitterkompression, optimering af pulsbredde og samtidig opnået overlegen forbedring af pulskvalitet.

Derudover opererer CBC med en gennemsnitlig effekt på over 230 W pr. kanal, hvilket forenkler systemets kompleksitet og operationelle vanskeligheder.

I fremtiden forventes det, at brug af kun fire-kanals kohærent syntese kan øge effekten til kw-niveauet og pulsenergien til mJ-niveauet.

Flere oplysninger: Shuangxi Peng et al., 260 fs, 403 W sammenhængende kombineret fiberlaser med præcis højordens spredningsstyring, Optoelektronikkens grænser (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00107-5

Leveret af Higher Education Press