उच्च-कार्यक्षमता दृश्यमान लाइट होल्मियम-डोप्ड ऑल-फायबर लेसर

उच्च आउटपुट वैशिष्ट्ये राखताना कॉम्पॅक्ट ऑल-फायबर लेसरमधून थेट दृश्यमान प्रकाश तयार करणे लेसर तंत्रज्ञानाचा नेहमीच एक संशोधन विषय आहे. येथे, जी एट अल. होल्मियम-डोप्ड झब्लेन फ्लोराईड ग्लास तंतूंमध्ये उत्तेजन यंत्रणेचा वापर करून ड्युअल-वेव्हलेन्थ लेसर विकसित करण्याची एक पद्धत प्रस्तावित केली आणि सर्व फायबर लेसरची उच्च आउटपुट कामगिरी केली, विशेषत: 640 एनएम पंपिंग अंतर्गत खोल लाल बँडमध्ये कार्यरत. उल्लेखनीय म्हणजे, 271 मेगावॅटची जास्तीत जास्त सतत वेव्ह आउटपुट पॉवर 750 एनएम वर 45.1%च्या उतार कार्यक्षमतेसह प्राप्त केली गेली, जी खोल लाल बँडमध्ये 10 μm पेक्षा कमी व्यासासह सर्व फायबर लेसरमध्ये रेकॉर्ड केलेली सर्वोच्च थेट आउटपुट पॉवर आहे. याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी 640 एनएम लेसरद्वारे पंप केलेले 1.2 μm सर्व फायबर लेसर विकसित केले. संशोधकांनी या दोन लेसर निर्मिती प्रक्रिया आणि त्यांची कार्यक्षमता 750 एनएम आणि 1.2 μM तरंगलांबी यांच्यातील परस्परसंबंधाचा विस्तृत अभ्यास केला. पंप दर वाढवून, संशोधकांनी उच्च उत्तेजित राज्य शोषण प्रक्रियेद्वारे प्रभावी लोकसंख्या पुनर्वापर केल्याचे पाहिले, ज्यामुळे लोकसंख्या खोल लाल संक्रमणाच्या वरच्या लेसर पातळीवर प्रभावीपणे पुनर्संचयित केली. याव्यतिरिक्त, संशोधकांनी या लेसरसाठी इष्टतम परिस्थिती निश्चित केली, उत्तेजित राज्य उर्जा पातळी भरण्याची प्रक्रिया ओळखली आणि संबंधित वर्णक्रमीय पॅरामीटर्स स्थापित केल्या. हे संशोधन उत्साही राज्य शोषण प्रक्रियेद्वारे इतर दुर्मिळ पृथ्वी आयनचा वापर करून लेसरची कार्यक्षमता सुधारण्याचे, सर्व फायबर अल्ट्राफास्ट लेसरच्या प्रगतीचा मार्ग मोकळे करते.

ऑल-फायबर लेसर त्यांच्या कॉम्पॅक्ट स्ट्रक्चर, उत्कृष्ट उष्णता अपव्यय कार्यक्षमतेमुळे आणि ऑप्टिकल पोकळीच्या साफसफाईची आवश्यकता नसल्यामुळे मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. त्यांच्याकडे विविध प्रकारचे अनुप्रयोग आहेत जसे की प्रेसिजन मशीनिंग मापन, बायोफोटोनिक्स आणि संरक्षण अनुप्रयोग. इन्फ्रारेड ऑप्टिकल प्रदेशातील उच्च-शक्ती फायबर लेसर, विशेषत: 1 μm, 1.53 μm आणि 2 μm, डोप्ड सिलिकेट ग्लास तंतूंचा वापर करून चांगला अभ्यास केला गेला आहे. या लेसरने किलोवॅटपेक्षा जास्त ऑप्टिकल शक्ती प्राप्त केली आहेत. याव्यतिरिक्त, वॅट-स्तरीय लेसर आउटपुटद्वारे दृश्यमान लाइट लेसर मोडले आहेत. तथापि, दृश्यमान लाइट बँडमधील सिंगल-क्लेड ऑल-फायबर लेसरची आउटपुट पॉवर अद्याप 100 मेगावॅट पर्यंत मर्यादित आहे. हे प्रामुख्याने दोन मुख्य घटकांना दिले जाते. प्रथम, फ्लोराईड तंतू, जे दृश्यमान लेसर पिढीचे मुख्य शरीर आहेत, कमी नुकसानाचे उंबरठा आहे. दुसरे म्हणजे, उच्च-कार्यक्षमता प्राप्त करणे दृश्यमान प्रकाश ऑल-फायबर लेसर मिरर आव्हानात्मक असल्याचे सिद्ध झाले आहे.

अलिकडच्या वर्षांत, संशोधकांनी दृश्यमान लाइट मोड लॉकिंग सुधारण्यासाठी विविध पारंपारिक पद्धतींचा वापर करून अल्ट्राफास्ट दृश्यमान लाइट लेसरच्या विकासामध्ये लक्षणीय प्रगती केली आहे, जसे की आकृती-ऑफ-अठ्ठ्या पोकळी आणि डीवाय, एचओ, आणि पीआर/वायबी-डोप्ड फायबर लेसरमध्ये फ्री-स्पेस नॉनलाइनर ध्रुवीकरण रोटेशन समाविष्ट करणे. तथापि, ऑल-फायबर मोड-लॉक केलेल्या लेसरची आउटपुट पॉवर अद्याप काही मिलिवाट्सपुरती मर्यादित आहे, त्यांचे अनुप्रयोग मर्यादित करते. म्हणूनच, उच्च-कार्यक्षमता ऑल-फायबर दृश्यमान लेसरचा शोध घेणे खूप महत्वाचे आहे, कारण सर्व फायबर स्ट्रक्चरमध्ये दृश्यमान प्रकाशाचे सतत-वेव्ह आउटपुट साध्य करणे हा उच्च-उर्जा डाळींचा वापर करण्यासाठी आधार आहे.

होल्मियम-डोप्ड झब्लेन फ्लोराईड ग्लास तंतूंनी जवळपास-अवरक्त प्रदेशात दृश्यमान असलेल्या विस्तृत वर्णक्रमीय संसाधनांमुळे व्यापक लक्ष वेधले आहे. हे तंतू दृश्यमान प्रकाश निर्मिती प्रक्रियेसाठी तीन मुख्य पंपिंग पर्याय प्रदान करतात. बीमची गुणवत्ता मर्यादित असली तरीही ब्लू लेसर डायोड पंपिंग कार्यक्षम ग्रीन लेसर आउटपुट तयार करते. दुसरीकडे, 5i7 च्या लांब उर्जा पातळीच्या आजीवनमुळे, ऑल-फायबर डीप-रेड लेसरची जास्तीत जास्त आउटपुट पॉवर फक्त 16 मेगावॅट आहे. ग्रीन पंपिंगच्या तुलनेत, रेड पंपिंगमध्ये उर्जेच्या पातळीची विस्तृत श्रेणी असते, जी भिन्न उर्जा पातळी दरम्यान परस्पर संबंध आणि व्युत्पन्न अभ्यास करण्यास अनुकूल आहे. याव्यतिरिक्त, उच्च-कार्यक्षमता लाल सॉलिड-स्टेट लेसर आणि प्रगत प्लाझ्मा स्पटरिंग कोटिंग तंत्रज्ञानाची अंमलबजावणी, जी उच्च नुकसान उंबरठ्यासाठी ओळखली जाते, यामुळे वॅट स्तरावर कार्यरत खोल-लाल लेसरचा उदय झाला. हे अभ्यास खोल-लाल आणि जवळ-अवरक्त उत्तेजनावर अवलंबून असलेल्या उत्तेजित-राज्य शोषण प्रक्रियेद्वारे लेसर आउटपुट वैशिष्ट्यांच्या वाढीस समर्थन देण्यासाठी अतिरिक्त पुरावे प्रदान करतात.