概括
研究人员开发了新的大模式区域 (LMA) 增益纤维,用于高功率的脉冲纤维激光器. 这些纤维实现了创纪录的脉冲能量和功率,用于纳秒,衍射有限的全纤维激光器.
科学领域:
- 光纤光学是指光纤的使用.
- 激光技术 激光技术 激光技术
- 材料科学是一种材料科学.
背景情况:
- 脉冲纤维激光器对于各种应用至关重要.
- 在光纤激光器中同时实现高脉冲能量和平均功率仍然是一个挑战.
- 大模式区域 (LMA) 纤维是扩展光纤激光功率的关键.
研究的目的:
- 开发和演示新的大型模式区域 (LMA) 增益纤维.
- 为了实现高能,纳秒脉冲,衍射有限的光纤激光器.
- 研究这些新纤维在脉冲能量,平均功率和峰值功率方面的性能极限.
主要方法:
- 制造新的Yb-doped LMA增强纤维,具有特定的模式场直径和工程上级模式损失.
- 激光性能的表征,包括脉冲能量,脉冲持续时间,平均功率和峰值功率.
- 测量热管理和光束质量 (衍射有限操作).
- 对横向模式不稳定性 (TMI) 的值的评估.
主要成果:
- 已证明LMA增益纤维大约25微米的模式场直径.
- 使用一根光纤实现了1.6mJ脉冲能量,1.2kW平均功率和370kW峰值功率.
- 使用第二种更高吸收纤维,在660W的平均功率下实现了2mJ的脉冲能量和>420kW的峰值功率.
- 两个纤维的观察到的TMI值为1.8kW和1kW.
- 这些结果代表了迄今为止纳秒,衍射有限,全纤维激光器的最高被证明的能量,功率和峰值功率.
结论:
- 开发的LMA增强纤维有效地抑制高阶模式,同时支持大模式区域.
- 这些纤维使高能,高功率,纳米秒脉冲,衍射有限的光纤激光器实现了前所未有的性能.
- 展示的功能为需要全纤维激光系统高峰和平均功率的应用开辟了新的途径.
