Оптичният лазер постига нов пробив: 9 пъти по-висока мощност без понижаване на качеството на лъча!

Наскоро изследователи от Университета на Южна Австралия (UniSA), Университета на Аделаида (UoA) и Йейлския университет (САЩ) демонстрираха, че могат да увеличат мощността на фибролазерите 3-9 пъти с помощта на нов тип многомодово влакно без намаляване на качеството на лъча, което им позволява да се фокусират върху отдалечени цели.
Разработката е публикувана в списанието Nature Communications. Съвместният австралийско-американски изследователски екип, отговорен за изследването, казва, че оформянето на вълновия фронт на входната светлина повишава прага на мощността за SBS разсейване с пълен порядък.
От своя страна, д-р Linh Nguyen, изследовател от Университета на Аделаида, Университета на Южна Австралия, каза, че този нов подход ще позволи на индустрията да продължи да произвежда изключително висока мощност от лазери с влакна, което ги прави по-полезни в отбранителната индустрия, приложения за дистанционно наблюдение и откриване на гравитационни вълни.
„Мощните оптични лазери са критични в производството и отбраната, роля, която стана още по-важна с разпространението на евтини безпилотни летателни апарати или дронове на съвременното бойно поле“, каза д-р Нгуен.
„Рой от евтини дронове може бързо да изчерпи ресурсите на ракетите и да изчерпи огневата мощ на военни активи и превозни средства за по-критично бойни мисии. В дългосрочен план мощните фибролазери са единствената жизнеспособна опция за защита с ниската си цена на изстрел. " Той каза: "Това се нарича асиметрично господство. Чрез внедряване в мащаб, по-евтин метод може да победи дори по-скъпи високотехнологични системи."
Д-р Ори Хендерсън-Сапир, изследовател на проекта в Института по фотоника и усъвършенствано наблюдение на UoA, каза, че Австралия има дълга история на разработване на иновативни оптични технологии.
„Нашето изследване поставя Австралия във водеща позиция в света за разработване на следващото поколение високомощни фибровлакнести лазери, не само за отбранителни приложения, но и за да допринесе за нови научни открития.“ каза д-р Хендерсън-Сапир.
Изследователите са демонстрирали технологията във влакнестите лазери и специално ще докладват и представят своите открития на конференцията Photonics West през януари 2024 г.
Резюмето на статията, публикувано в Nature Communications, гласи:
„Ключовото предизвикателство при постигането на по-висока мощност на оптичното предаване е преодоляването на нелинейните оптични ефекти. За да поддържаме изходния лъч гладък, повечето техники за смекчаване на оптичните нелинейности са ограничени до едномодови влакна. Започвайки от едномодов режим, ние експериментално демонстрираме, че фронтът на вълната оформянето на кохерентна входна светлина от силно многомодово влакно може да повиши прага на мощността на стимулираното разсейване на Брилуен (SBS) с порядък, като същевременно контролира профила на изходния лъч.
Потискането на SBS се дължи на ефективното разширяване на спектъра на Брилуен при многомодово възбуждане без разширяване на предаваната светлина. Най-силното потискане се постига чрез възбуждане в селективен режим, което осигурява най-широкия спектър на Брилуен.
„Нашият метод е ефективен и стабилен както за непрекъснати вълни, така и за импулси. Тази работа сочи към обещаващ път за смекчаване на вредните нелинейни ефекти в оптичните влакна, което позволява по-нататъшно разширяване на високомощни влакнести системи за насочена енергия, дистанционно наблюдение и откриване на гравитационни вълни ."