Tulioz dopatutako zuntz laser potentzia

Azken urteotan, tulioarekin dopatutako zuntz laserrek gero eta arreta gehiago erakarri dute, egitura trinkoa, izpien kalitate ona eta eraginkortasun kuantiko handia bezalako abantailengatik. Horien artean, potentzia handiko tulioz dopatutako zuntz etengabeko laserrek aplikazio garrantzitsuak dituzte arlo askotan, hala nola mediku-laguntza, segurtasun militarra, espazio-komunikazioak, aire-kutsadura detektatzeko eta materialen prozesamendua. Azken ia 20 urteotan, potentzia handiko tulioz dopatutako zuntz-laserrak azkar garatu dira, eta egungo irteera-potentzia maximoa kilowatt-mailara iritsi da. Jarraian, ikus ditzagun tulioarekin dopatutako zuntz laserren potentzia hobetzeko bidea eta garapen joerak osziladoreen eta anplifikazio sistemen alderdietatik.

Tulioarekin dopatutako zuntz-laser goiztiarren ponpa-iturburuak, oro har, potentzia baxuko 1064 nm YAG laserra edo 790 nm-ko koloratzaile laserra erabiltzen zuen. Ponpa-iturriaren potentzia txikia eta garai hartan dopatutako zuntz atzerakoiaren prestaketa-prozesuaren mugak zirela eta, tulioarekin dopatutako zuntz laserren irteera-potentzia watt-mailan baino ez zegoen. Estaldura bikoitzeko ponpa teknologiaren sarrerarekin eta potentzia handiko erdieroaleen laser teknologiaren heldutasun handiagoarekin, tulioarekin dopatutako zuntz laserren irteera potentzia ere etengabe handitzen ari da.

1998an, Jackson et al. Erresuma Batuko Manchester Unibertsitateko 790 nm erdieroaleen laser bat erabili zuen ponpa-iturri gisa eta estaldura-ponpatze-teknologia erabili zuen espazioan egituratutako etengabeko sintonizagarria den tulioarekin dopatutako zuntz laser bat eraikitzeko, 5,4 W-ko irteera-potentzia maximoarekin. 2007an, Dopatutako germanate zuntz laserra garatu zen. Gailu esperimentala 1. Irudian ageri da. Mutur bakarreko ponpaketa moduan, 64 W-ko laser irteera jarraitua lortu zen 1900 nm-tan. Irteerako potentzia handiagoa lortzeko, ikertzaileek mutur bikoitzeko ponpaketa erabili zuten eta 40 cm-ko luzerako irabazi-zuntza erabili zuten, eta, azkenik, 1900 nm-ko 104 W-ko laser etengabeko irteera lortu zuten.

2009an, Harbin Teknologia Institutuak tulioarekin dopatutako zuntz laser bat garatu zuen, zuntz osoko barrunbe linealaren egitura duena. Zuntz islatzaile Bragg sare batek eta tulioz dopatutako zuntz amaierako aurpegiak erresonantzia-barrunbe bat osatzeko osatzen duten Fresnel islak osatzen dute. 793 nm LD-k ponpatzen du. Azkenik, 39,4 W-ko irteera-potentzia lortu da. Horrez gain, FBG eta ispilu dikroikoak isla handiko akoplagailu gisa erabili zirenean lortutako irteera-potentzia eta ezaugarri espektralak ere alderatu zituzten, eta ikusi zuten zuntz osoko egituraren malda-eraginkortasuna txikiagoa zela eta atalase-potentzia handiagoa zela. Egitura espazialarekin alderatuta, zuntz osoko egitura hasieran zuntz optikoaren gailuaren errendimenduaren eta juntzeen kalitatearen arabera mugatuta zegoen, eta bere abantailak ez ziren nabariak. Zuntz optikoko gailuak prestatzeko teknologiaren eta splicing-mailaren etengabeko hobekuntzarekin, zuntz osoko egiturek abantaila handiak erakutsi dituzte pixkanaka.

Urte berean, egitura espazial batean oinarritutako potentzia handiko tulioz dopatutako zuntz laser batek 793 nm-ko LD bat erabili zuen 25 μm-ko nukleoaren diametroa eta 0,08ko zenbakizko irekidura (NA) zuen tulioarekin dopatutako zuntz bat ponpatzeko, eta lortu zuen. 300 W-eko modu bakarreko laser-irteera. Geroago, antzeko egiturarekin, 40 μm-ko nukleoaren diametroa eta 0,2-ko zenbakizko irekidura duen eremu-modu handiko zuntza erabili zen 2040 nm-ko 885 nm-ko laser-irteera anitzeko. W, hau da, tulioz dopatutako zuntz osziladore bakar batek lortzen duen irteera-potentzia maximoa.

2014an, Tsinghua Unibertsitateak potentzia handiko tulioarekin dopatutako zuntz laser baten berri eman zuen, zuntz osoko barrunbe linealaren egitura duena, zuntz Bragg sare batez eta 3 m-ko luzerako irabazi-zuntzez osatua. Ponpa iturri gisa 790 nm-ko zazpi LD 70 W-ko irteera-potentzia gehienez erabili ziren. Azkenik, 227 W-ko irteera-potentzia lortu da. Urte berean, Defentsa Teknologia Unibertsitate Nazionalak 1173 nm-ko Raman zuntz laser (RFL) potentzia handiko bi erabili zituen ponpa-iturri gisa tulioz dopatutako zuntz-laser eraginkortasun handiko lerro zabalera estu bat eraikitzeko, zuntz osoko barrunbe zuzeneko egitura batekin, eta azkenean 96 W. potentziako irteera lortu zuen. Hau izan zen 1200 nm inguruko ponpa-uhin-luzera eta ehunka watt inguruko irteera-potentzia zuen tulioarekin dopatutako zuntz-laserra. Tulioarekin dopatutako zuntz laserren irteera-potentzia handitzeko ponpaketa-irtenbide oso itxaropentsua ere eman zuen.

2015ean, Huazhong Zientzia eta Teknologia Unibertsitateak berez egindako tulioarekin dopatutako estali bikoitzeko silize zuntza erabili zuen tulioarekin dopatutako zuntz laser bat eraikitzeko, zuntz osoko barrunbe linealaren egitura batekin. Potentzia handiko 793 nm-ko hiru LD erabili zituen ponpatzeko eta 121 W-eko irteera-potentzia lortu zuen. Hau da etxeko tulioarekin dopatutako zuntz optikoa erabiltzen duen lehen aldia 1915 nm-ko uhin-luzeran ehunka watt-eko irteera-potentzia lortzeko. Horrez gain, esperimentuek aurkitu zuten irabazi-zuntzaren barruko estalduraren diametroa handitzeak beroaren xahutze hobea lor dezakeela, eta horrek kudeaketa termikorako eta tulioarekin dopatutako zuntz-laserren potentzia hobetzeko ideiak ere eskaintzen ditu.