Наскоро изследователски екип от Технологичната лаборатория за високомощни лазерни модули на Шанхайския институт по оптика и прецизни машини (SIPM) на Китайската академия на науките (CAS) подготви кварцово влакно с висока концентрация, легирано с итербий, като използва подобрено химическо отлагане на пари (MCVD) технология, съчетана с процес на допиране в течна фаза и вграден влакнен лазер с ултракъса кухина с влакното, което постига едночестотен и високочестотен заключен лазерен изход в 1-µm лентата, съответно. Резултатите са представени като „Влакно със силициев диоксид с висока концентрация на итербий, съвместно легирано с Yb/Al/P/Ce за лазерно приложение с влакна с ултракъси кухини 1-μm“. Висока концентрация на итербий Yb/Al/P/Ce съвместно легиран силициев диоксид влакно за 1-μm лазерно приложение с влакна с ултракъси кухини“ беше публикувано в Optics Express.
Високопроизводителните едночестотни и високочестотни влакнести лазери със заключен режим изискват влакна, легирани с итербий, с високи коефициенти на усилване, висока ефективност на преобразуване и ниско фотонно потъмняване. Поради ниското разтваряне на редкоземни йони в кварцовата матрица, ефектът на групиране на редкоземни йони, причинен от висока концентрация на допинг, ще повлияе сериозно на лазерната производителност на влакното. Изследователският екип подготви съвместно легирано кварцово влакно Yb/Al/P/Ce чрез оптимизиране на основните компоненти, в които концентрацията на Yb йонен допинг е 2,5 тегл.%, а коефициентът на поглъщане в сърцевината достига 1400 dB/m при 976 nm.
Фигура 1. Характеристики на силно легирано Yb/Al/P/Ce кварцово влакно. a) разпределение на индекса на пречупване, b) разпределение на допиращия елемент, c) спектър на загуби в сърцевината и d) спектър на поглъщане в сърцевината.
За да характеризират лазерната производителност на самостоятелно разработеното влакно с висока концентрация в сценарии на практическо приложение, изследователите са използвали влакното, за да изградят две ултракъси резонансни кухини с изцяло влакнести структури за лазерни експерименти. Първо, лазерна кухина с разпределено отражение на Браг (DBR) беше конструирана с помощта на 1- cm влакно, легирано с итербий, и успешно беше постигнат единичен надлъжен режим на лазерен изход с мощност от 75 mW и ширина на линията от 14 kHz. Впоследствие беше конструиран пасивен оптичен лазер със заключен режим, базиран на полупроводниково насищащо абсорбиращо огледало (SESAM) с дължина на усилващото влакно от 8,4 cm и импулсен лазерен изход с честота на повторение от 1,23 GHz и ширина на импулса от 6,4 ps. постигнати. Резултатите от това проучване показват, че подготовката на висококонцентрирано легирано с итербий кварцово влакно с отлична лазерна производителност се очаква да бъде приложено за високопрецизно отчитане на влакна, оптичен честотен гребен и други области на високопроизводителни изследвания и разработки на влакнести лазери.
