Krachtige, energieke ultrasnelle fiberlasers zijn onmisbare hulpmiddelen op verschillende gebieden, van fundamenteel en toegepast wetenschappelijk onderzoek tot industriële verwerking. Vanwege thermische effecten en niet-lineaire effecten is er echter altijd een limiet aan de vermogens-/energie-uitbreiding van een laserversterker met enkele fiber.

Coherent Beam Combinatie (CBC)-technologie is een effectieve strategie om de grenzen van een single fiber laserversterker te doorbreken en de vermogens-/energieschaling verder te bereiken.

Onder de omstandigheden van wederzijdse coherentie en stabiele faserelatie kunnen meerdere laserbundels over elkaar heen worden geplaatst en elkaar wederzijds verstoren. Deze aanpak maakt een verbetering van het gemiddelde vermogen en de pulsenergie mogelijk met een factor die bijna gelijk is aan het totale aantal gecombineerde kanalen. Met de toename van bundelcombinatiekanalen neemt de complexiteit van CBC-systemen echter ook toe, wat negatieve gevolgen met zich meebrengt, zoals een verminderde efficiëntie van bundelcombinatie, verminderde bundelkwaliteit en grotere operationele problemen voor het systeem.

Onderzoekers van de Huazhong Universiteit voor Wetenschap en Technologie rapporteerden het gebruik van coherente bundelcombinatietechnologie met gevulde opening om een ​​ultrasnel fiberlasersysteem te realiseren met een gemiddeld uitgangsvermogen van 403 W, 0,5 mJ pulsenergie en 260 fs. Uitstekende straalkwaliteit (M ² <1,2) werd bereikt terwijl een goede stroomstabiliteit werd gewaarborgd (RMS <0,5%).

Het werk met de titel "260 fs, 403 W coherent gecombineerde fiberlaser met nauwkeurig dispersiebeheer van hoge orde" werd gepubliceerd in Frontiers of Optoelectronics .

Door gebruik te maken van geïntegreerde elektronische dispersiehardware is effectieve compensatie bereikt voor de onvolledige compensatie van dispersie van hoge orde na roostercompressie, waardoor de pulsbreedte wordt geoptimaliseerd en tegelijkertijd een superieure verbetering in de pulskwaliteit wordt bereikt.

Bovendien werkt CBC met een gemiddeld vermogen van meer dan 230 W per kanaal, wat de systeemcomplexiteit en operationele problemen vereenvoudigt.

In de toekomst wordt verwacht dat het gebruik van slechts vierkanaals coherente synthese het vermogen kan verhogen tot het kW-niveau en de pulsenergie tot het mJ-niveau.

Meer informatie: Shuangxi Peng et al, 260 fs, 403 W coherent gecombineerde fiberlaser met nauwkeurig dispersiebeheer van hoge orde, Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00107-5

Aangeboden door Hoger Onderwijspers