Los láseres de fibra ultrarrápidos de alta potencia y alta energía son herramientas indispensables en diversos campos, desde la investigación científica básica y aplicada hasta el procesamiento industrial. Sin embargo, debido a los efectos térmicos y los efectos no lineales, siempre existe un límite para la expansión de potencia/energía de un único amplificador láser de fibra.
La tecnología de combinación de haz coherente (CBC) es una estrategia eficaz para superar los límites de un amplificador láser de fibra única y lograr aún más escalamiento de potencia/energía.
En condiciones de coherencia mutua y relación de fase estable, se pueden superponer múltiples rayos láser e interferir mutuamente entre sí. Este enfoque permite una mejora en la potencia promedio y la energía del pulso en un factor casi igual al número total de canales combinados. Sin embargo, con el aumento de los canales de combinación de haces, la complejidad de los sistemas CBC también aumenta, lo que genera impactos negativos como una menor eficiencia de combinación de haces, una calidad degradada del haz y una mayor dificultad operativa para el sistema.
Investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong informaron sobre el uso de tecnología de combinación de haz coherente de apertura llena para lograr un sistema láser de fibra ultrarrápido con una potencia de salida promedio de 403 W, energía de pulso de 0,5 mJ y 260 fs. Excelente calidad del haz (M 2 <1,2) se logró garantizando al mismo tiempo una buena estabilidad de potencia (RMS <0,5%).
El trabajo titulado "Láser de fibra combinado coherentemente de 260 fs, 403 W con gestión precisa de dispersión de alto orden" se publicó en Frontiers of Optoelectronics .
Al utilizar hardware de dispersión electrónica integrado, se ha logrado una compensación efectiva para la compensación incompleta de la dispersión de alto orden después de la compresión de la rejilla, optimizando el ancho del pulso y al mismo tiempo logrando una mejora superior en la calidad del pulso.
Además, CBC opera a una potencia promedio de más de 230 W por canal, lo que simplifica la complejidad del sistema y la dificultad operativa.
En el futuro, se espera que el uso de sólo cuatro canales de síntesis coherente pueda aumentar la potencia al nivel de kw y pulsar la energía al nivel de mJ.
Más información: Shuangxi Peng et al, láser de fibra combinado coherentemente de 260 fs, 403 W con gestión precisa de la dispersión de alto orden, Fronteras de la optoelectrónica (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00107-5
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