Fibra de Kagome de calcogenuro de todo sólido de infrarrojo medio con gran área de campo modal y alta calidad de haz

Área de la Ciencia:

• Fotónica e Ingeniería Óptica
• Ciencia de los Materiales
• Física Láser

Sus antecedentes:

• Los láseres de fibra de infrarrojo medio (MIR) de alta potencia requieren áreas de campo modal más grandes para la ampliación de potencia.
• Las fibras convencionales de área modal grande (LMA) tienen dificultades para mantener la calidad del haz debido a la excitación de modos de orden superior.
• Existe la necesidad de diseños de fibra avanzados para superar estas limitaciones en la tecnología láser MIR.

Objetivo del estudio:

• Introducir y caracterizar una nueva fibra de Kagome de calcogenuro de todo sólido (AS-KF) sin nudos.
• Demostrar la capacidad de la AS-KF para una guía monomodo de banda ancha estable con áreas de campo modal ampliadas.
• Evaluar la calidad del haz alcanzable con la AS-KF en el espectro MIR.

Principales métodos:

• Se emplearon simulaciones numéricas para modelar las propiedades ópticas de la AS-KF.
• Se realizó una validación experimental para confirmar los resultados de la simulación.
• Se realizó la caracterización del área del campo modal y la calidad del haz en longitudes de onda MIR clave (1,55 µm y 4,5 µm).

Principales resultados:

• La AS-KF suprime eficazmente los modos de orden superior, asegurando una guía monomodo estable.
• Se observó un perfil de intensidad de campo cercano casi perfecto de Gauss en 1,55 µm y 4,5 µm.
• Se logró un área de campo modal promedio superior a 1400 µm² en toda la banda MIR.

Conclusiones:

• La AS-KF desarrollada proporciona una solución prometedora para láseres de fibra MIR de alta potencia.
• Esta arquitectura de fibra permite una ampliación de potencia significativa preservando una calidad de haz cercana a la límite de difracción.
• Las AS-KF representan un avance para aplicaciones de entrega de potencia MIR de alta luminosidad.