Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi'nin (CAS) Şangay Optik ve Hassas Makine Enstitüsü'nün (SIPM) Yüksek Güçlü Lazer Ünitesi Teknoloji Laboratuvarı'ndan bir araştırma ekibi, geliştirilmiş kimyasal buhar biriktirme kullanarak yüksek konsantrasyonlu iterbiyum katkılı kuvars elyafı hazırladı. (MCVD) teknolojisi, sıvı fazlı katkılama işlemiyle birleştirildi ve fiber ile ultra kısa boşluklu bir fiber lazer oluşturdu; bu, 1-μm bandında tek frekanslı ve yüksek frekanslı kilitli bir lazer çıkışı elde ediyor, sırasıyla. Sonuçlar "1-μm ultra kısa boşluklu fiber lazer uygulaması için yüksek iterbiyum konsantrasyonu Yb/Al/P/Ce ortak katkılı silika fiber" olarak sunulmaktadır. 1-μm ultra kısa boşluklu fiber lazer uygulaması" için yüksek iterbiyum konsantrasyonu Yb/Al/P/Ce ortak katkılı silika fiber, Optics Express'te yayınlandı.
Yüksek performanslı tek frekanslı ve yüksek frekanslı mod kilitli fiber lazerler, yüksek kazanç katsayılarına, yüksek dönüşüm verimliliğine ve düşük foton kararmasına sahip iterbiyum katkılı fiberler gerektirir. Nadir toprak iyonlarının kuvars matrisinde düşük çözünmesi nedeniyle, yüksek katkı konsantrasyonunun neden olduğu nadir toprak iyonu kümelenme etkisi, fiberin lazer performansını ciddi şekilde etkileyecektir. Araştırma ekibi, Yb iyon katkılama konsantrasyonunun ağırlıkça %2,5 olduğu ve çekirdek emme katsayısının 976 nm'de 1400 dB/m'ye ulaştığı çekirdek bileşenleri optimize ederek bir Yb/Al/P/Ce katkılı kuvars elyafı hazırladı.
Şekil 1. Yüksek katkılı Yb/Al/P/Ce kuvars lifinin özellikleri. a) kırılma indisi dağılımı, b) katkı elementi dağılımı, c) çekirdek kaybı spektrumu ve d) çekirdek absorpsiyon spektrumu.
Kendi geliştirdikleri yüksek konsantrasyonlu fiberin lazer performansını pratik uygulama senaryolarında karakterize etmek amacıyla araştırmacılar, fiberi, lazer deneyleri için tamamen fiber yapılara sahip iki ultra kısa rezonans boşluğu oluşturmak için kullandılar. İlk olarak, 1-cm iterbiyum katkılı fiber kullanılarak bir Dağıtılmış Bragg Yansıması (DBR) lazer boşluğu oluşturuldu ve 75 mW gücünde ve 14 kHz çizgi genişliğine sahip tek bir uzunlamasına modlu lazer çıkışı başarıyla elde edildi. Daha sonra, yarı iletken doyurulabilir soğurucu aynaya (SESAM) dayalı, pasif mod kilitli bir fiber lazer, 8,4 cm kazanç fiber uzunluğuna ve 1,23 GHz tekrarlama frekansına ve 6,4 ps darbe genişliğine sahip darbeli bir lazer çıkışına sahip olarak inşa edildi. elde edildi. Bu çalışmanın sonuçları, mükemmel lazer performansına sahip yüksek konsantrasyonlu iterbiyum katkılı kuvars fiberin hazırlanmasının, yüksek hassasiyetli fiber algılama, optik frekans tarağı ve diğer yüksek performanslı fiber lazer araştırma ve geliştirme alanlarına uygulanmasının beklendiğini göstermektedir.
