Laser de fibra de sílice Tm-dopado eficiente que incorpora el dopaje de nanopartículas

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Óptica y Fotónica.
• Física del láser Física del láser

Sus antecedentes:

• Los métodos estándar de dopaje de solución limitan las concentraciones de iones de tulio (Tm) en los láseres de fibra.
• Los altos niveles de dopaje son cruciales para una operación láser eficiente, particularmente para procesos como la relajación cruzada.

Objetivo del estudio:

• Para informar sobre el funcionamiento eficiente de un nuevo láser de fibra de aluminosilicato dopado con Tm.
• Investigar el impacto del dopaje de nanopartículas para lograr altas concentraciones de Tm.
• Para evaluar las métricas de rendimiento del láser, incluyendo la eficiencia de pendiente y la eficiencia cuántica.

Principales métodos:

• Fabricación de fibras de aluminosilicato dopadas con Tm utilizando el dopaje de nanopartículas con diferentes concentraciones de Tm (20 mol.% y 100 mol.%).
• Diodo de bombeo de los láseres de fibra fabricados.
• Caracterización del rendimiento del láser, incluyendo la eficiencia de pendiente, la eficiencia cuántica y la pérdida de propagación del núcleo.

Principales resultados:

• Logró eficiencias de pendiente moderadamente altas que superan el 50%.
• Las eficiencias cuánticas observadas fueron de 1,35 y 1,53 para las fibras Tm:NP de 20 mol.% y 100 mol.%, respectivamente.
• Se midieron pérdidas de propagación del núcleo de 0,14 dB/m y 0,42 dB/m, que se escalaron con la concentración promedio de Tm.

Conclusiones:

• El dopaje de nanopartículas es un método eficaz para lograr altas concentraciones localizadas de dopaje de Tm en láseres de fibra.
• Es probable que se esté explotando el proceso de relajación cruzada "dos por uno", lo que lleva a una operación láser eficiente.
• Se necesitan más investigaciones para cuantificar el impacto de la conversión de la transferencia de energía en el rendimiento del láser.