అధిక-పనితీరు గల కాంతి హోల్మియం-డోప్డ్ ఆల్-ఫైబర్ లేజర్

అధిక ఉత్పత్తి లక్షణాలను కొనసాగిస్తూ కాంపాక్ట్ ఆల్-ఫైబర్ లేజర్‌ల నుండి కనిపించే కాంతిని ప్రత్యక్షంగా ఉత్పత్తి చేయడం ఎల్లప్పుడూ లేజర్ టెక్నాలజీలో పరిశోధనా అంశం. ఇక్కడ, జి మరియు ఇతరులు. హోల్మియం-డోప్డ్ Zblan ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ ఫైబర్‌లలో ఉత్తేజిత యంత్రాంగాన్ని ఉపయోగించి ద్వంద్వ-తరంగదైర్ఘ్యం లేజర్‌లను అభివృద్ధి చేయడానికి ఒక పద్ధతిని ప్రతిపాదించింది మరియు ఆల్-ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క అధిక ఉత్పత్తి పనితీరును ప్రయోగాత్మకంగా సాధించింది, ముఖ్యంగా 640 nm పంపింగ్ కింద డీప్ రెడ్ బ్యాండ్‌లో పనిచేస్తుంది. ముఖ్యంగా, 271 మెగావాట్ల గరిష్ట నిరంతర తరంగ ఉత్పత్తి శక్తి 750 ఎన్ఎమ్ వద్ద 45.1%వాలు సామర్థ్యంతో సాధించబడింది, ఇది లోతైన ఎరుపు బ్యాండ్‌లో 10 μm కన్నా తక్కువ కోర్ వ్యాసం కలిగిన ఆల్-ఫైబర్ లేజర్‌లలో నమోదు చేయబడిన అత్యధిక ప్రత్యక్ష ఉత్పత్తి శక్తి. అదనంగా, పరిశోధకులు 640 ఎన్ఎమ్ లేజర్ ద్వారా పంప్ చేయబడిన 1.2 μm ఆల్-ఫైబర్ లేజర్‌ను అభివృద్ధి చేశారు. ఈ రెండు లేజర్ తరం ప్రక్రియలు మరియు వాటి పనితీరు 750 nm మరియు 1.2 μm తరంగదైర్ఘ్యాల మధ్య పరస్పర సంబంధాన్ని పరిశోధకులు విస్తృతంగా అధ్యయనం చేశారు. పంప్ రేటును పెంచడం ద్వారా, పరిశోధకులు అధిక ఉత్తేజిత రాష్ట్ర శోషణ ప్రక్రియ ద్వారా సమర్థవంతమైన జనాభా రీసైక్లింగ్‌ను గమనించారు, ఇది లోతైన ఎరుపు పరివర్తన యొక్క ఎగువ లేజర్ స్థాయికి జనాభాను సమర్థవంతంగా పునరుద్ధరించింది. అదనంగా, పరిశోధకులు ఈ లేజర్ కోసం సరైన పరిస్థితులను నిర్ణయించారు, ఉత్తేజిత రాష్ట్ర శక్తి స్థాయిలను నింపే ప్రక్రియను గుర్తించారు మరియు సంబంధిత స్పెక్ట్రల్ పారామితులను స్థాపించారు. ఈ పరిశోధన ఉత్తేజిత రాష్ట్ర శోషణ ప్రక్రియల ద్వారా ఇతర అరుదైన భూమి అయాన్లను ఉపయోగించి లేజర్‌ల పనితీరును మెరుగుపరచడంలో గొప్ప వాగ్దానాన్ని చూపిస్తుంది, ఆల్-ఫైబర్ అల్ట్రాఫాస్ట్ లేజర్‌ల పురోగతికి మార్గం సుగమం చేస్తుంది.

ఆల్-ఫైబర్ లేజర్‌లు వాటి కాంపాక్ట్ నిర్మాణం, అద్భుతమైన ఉష్ణ వెదజల్లడం పనితీరు మరియు ఆప్టికల్ కుహరం శుభ్రపరచడం అవసరం కారణంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. వారు ప్రెసిషన్ మ్యాచింగ్ కొలత, బయోఫోటోనిక్స్ మరియు రక్షణ అనువర్తనాలు వంటి అనేక రకాల అనువర్తనాలను కలిగి ఉన్నారు. పరారుణ ఆప్టికల్ ప్రాంతంలో అధిక-శక్తి ఫైబర్ లేజర్‌లు, ముఖ్యంగా 1 μm, 1.53 μm, మరియు 2 μm, డోప్డ్ సిలికేట్ గ్లాస్ ఫైబర్‌లను ఉపయోగించి బాగా అధ్యయనం చేయబడ్డాయి. ఈ లేజర్‌లు కిలోవాట్లకు మించిన ఆప్టికల్ శక్తులను సాధించాయి. అదనంగా, కనిపించే లైట్ లేజర్‌లు వాట్-స్థాయి లేజర్ అవుట్‌పుట్ ద్వారా విచ్ఛిన్నమయ్యాయి. అయినప్పటికీ, కనిపించే లైట్ బ్యాండ్‌లో సింగిల్-క్లాడ్ ఆల్-ఫైబర్ లేజర్‌ల యొక్క అవుట్పుట్ శక్తి ఇప్పటికీ 100 మెగావాట్లకు పరిమితం చేయబడింది. ఇది ప్రధానంగా రెండు ప్రధాన కారకాలకు కారణమని చెప్పవచ్చు. మొదట, కనిపించే లేజర్ తరం యొక్క ప్రధాన శరీరం అయిన ఫ్లోరైడ్ ఫైబర్స్ తక్కువ నష్టం పరిమితిని కలిగి ఉంటాయి. రెండవది, అధిక-పనితీరు గల కాంతిని సాధించడం ఆల్-ఫైబర్ లేజర్ మిర్రర్స్ సవాలుగా నిరూపించబడింది.

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పరిశోధకులు అల్ట్రాఫాస్ట్ కనిపించే లైట్ లేజర్‌ల అభివృద్ధిలో వివిధ సాంప్రదాయ పద్ధతులను ఉపయోగించి కనిపించే లైట్ మోడ్ లాకింగ్‌ను మెరుగుపరచడానికి గణనీయమైన పురోగతి సాధించారు, అంటే ఫిగర్-ఆఫ్-ఎనిమిది కావిటీస్ మరియు ఫ్రీ-స్పేస్ నాన్ లీనియర్ ధ్రువణ భ్రమణాన్ని DY, HO మరియు PR/YB- డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్‌లలో చేర్చడం వంటివి. అయినప్పటికీ, ఆల్-ఫైబర్ మోడ్-లాక్డ్ లేజర్ల యొక్క అవుట్పుట్ శక్తి ఇప్పటికీ కొన్ని మిల్లీవాట్లకు పరిమితం చేయబడింది, ఇది వారి అనువర్తనాలను పరిమితం చేస్తుంది. అందువల్ల, అధిక-పనితీరు గల ఆల్-ఫైబర్ కనిపించే లేజర్‌లను అన్వేషించడం చాలా ముఖ్యం, ఎందుకంటే అన్ని-ఫైబర్ నిర్మాణంలో కనిపించే కాంతి యొక్క నిరంతర-తరంగ ఉత్పత్తిని సాధించడం అధిక-శక్తి పప్పులను ఉపయోగించుకోవటానికి ఆధారం.

హోల్మియం-డోప్డ్ Zblan ఫ్లోరైడ్ గ్లాస్ ఫైబర్స్ కనిపించే సమీప ప్రాంతానికి కనిపించే ప్రాంతంలో వాటి విస్తృత వర్ణపట వనరుల కారణంగా విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి. ఈ ఫైబర్స్ కనిపించే కాంతి తరం ప్రక్రియ కోసం మూడు ప్రధాన పంపింగ్ ఎంపికలను అందిస్తాయి. బ్లూ లేజర్ డయోడ్ పంపింగ్ సమర్థవంతమైన గ్రీన్ లేజర్ ఉత్పత్తిని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయినప్పటికీ పుంజం నాణ్యత పరిమితం. మరోవైపు, 5i7 యొక్క సుదీర్ఘ శక్తి స్థాయి జీవితకాలం కారణంగా, ఆల్-ఫైబర్ డీప్-రెడ్ లేజర్ యొక్క గరిష్ట ఉత్పత్తి శక్తి 16 మెగావాట్లు మాత్రమే. ఆకుపచ్చ పంపింగ్ తో పోలిస్తే, ఎరుపు పంపింగ్ విస్తృతమైన శక్తి స్థాయిలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది వివిధ శక్తి స్థాయిల మధ్య పరస్పర అనుసంధానం మరియు విలోమాలను అధ్యయనం చేయడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. అదనంగా, అధిక-పనితీరు గల ఎరుపు ఘన-స్థితి లేజర్‌లు మరియు అధునాతన ప్లాస్మా స్పుట్టరింగ్ పూత సాంకేతిక పరిజ్ఞానం, ఇది అధిక నష్టం పరిమితికి ప్రసిద్ది చెందింది, ఇది వాట్ స్థాయిలో పనిచేస్తున్న లోతైన-ఎరుపు లేజర్‌ల ఆవిర్భావానికి దారితీసింది. ఈ అధ్యయనాలు లోతైన-ఎరుపు మరియు సమీప-పరారుణ ఉత్తేజితంపై ఆధారపడే ఉత్తేజిత-రాష్ట్ర శోషణ ప్రక్రియల ద్వారా లేజర్ అవుట్పుట్ లక్షణాల మెరుగుదలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి అదనపు ఆధారాలను అందిస్తాయి.