Multi-kilowatt (kW) (≥3kW) niveau fiberlasers met hoge stabiliteit zijn belangrijk in veel toepassingen, en Yb-gedoteerde vezel is het belangrijkste apparaat in dergelijke vezellasers. De ongelooflijke vooruitgang van de afgelopen decennia op het gebied van vezelfabricagetechnologie heeft geleid tot een exponentiële toename van het uitgangsvermogen van continue golf (CW) vezellasers. Echter, met verdere schaalvergroting van het uitgangsvermogen, fotodonkering (PD) bleek een van de kritische limietfactoren te zijn voor laserbetrouwbaarheid op de lange termijn bij een uitgangsvermogen van meerdere kW-niveaus.

Het PD-effect manifesteert zich als een evolutieproces van door de pomp geïnduceerd overmatig verlies, afhankelijk van het pompvermogen en de doteringsconcentraties. Het kan worden toegeschreven aan kleurcentra die voortkomen uit het coöperatieve energieoverdrachtsproces dat afkomstig is van opgewonden Yb ³⁺ aan de atoomdefectvoorlopers in de vezelkern. Co-doping Ce kan de PD-weerstand in Yb/Al co-gedoteerde vezels sterk verbeteren, ondanks het mechanisme van PD-resistentie gerealiseerd door co-doping is Ce nog steeds niet goed begrepen.

ZIJ Shengfei, samen met medewerkers van het Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) van de Chinese Academie van Wetenschappen, vervaardigde een 30/600 actieve vezel met hoge laserstabiliteit, genoemd als Yb/Ce-AS@LAS-vezel door middel van lage-temperatuur-chelaatgasfase-afzetting (LT-CGPD) techniek om de Ce-toevoeging synthetisch te evalueren in met Yb gedoteerde vezel met meerdere kW-niveaus. En tenslotte, gebaseerd op de Ce co-gedoteerde Yb/Al-vezel, ze lieten een uitstekend resultaat zien op 1, 079,80 nm. De werken werden gepubliceerd in het Journal of Lightwave Technology.

De onderzoekers fabriceerden serieel co-gedoteerde Yb/Al-vezels met gradiënt Ce-concentratie en bewezen dat de toevoeging van Ce de PD-weerstand van de vezel effectief kan verbeteren.

Met de configuratie van de hoofdoscillator-vermogensversterker (MOPA), ze bereikten met succes het hoogste CW-laservermogen van 5,04 kW output bij 1079,80 nm met een hellingsefficiëntie van 81,1%. Tegelijkertijd, de stabiliteit op lange termijn van high-power vezelversterkers werd tegelijkertijd effectief verbeterd, wat wijst op de onderdrukkende effecten van Ce-toevoeging op PD en extra thermische belasting.

Ze braken niet alleen een record op het gebied van fiberlaservermogen, maar heeft ook de weg vrijgemaakt voor betere commerciële high-power fiberlasers, gebaseerd op de zelfgemaakte Yb/Ce co-gedoteerde aluminosilicaatvezel vervaardigd door de LT-CGPD-techniek.