Lasers de fibra ultrarrápidos de alta potência e alta energia são ferramentas indispensáveis ​​em vários campos, desde pesquisa científica básica e aplicada até processamento industrial. No entanto, devido a efeitos térmicos e efeitos não lineares, há sempre um limite para a expansão de potência/energia de um único amplificador de laser de fibra.



A tecnologia de combinação de feixe coerente (CBC) é uma estratégia eficaz para romper os limites de um único amplificador de laser de fibra e alcançar ainda mais o escalonamento de potência/energia.

Sob condições de coerência mútua e relação de fase estável, múltiplos feixes de laser podem ser sobrepostos e interferir mutuamente uns com os outros. Esta abordagem permite uma melhoria na potência média e na energia de pulso por um fator quase igual ao número total de canais combinados. Porém, com o aumento dos canais de combinação de feixes, a complexidade dos sistemas CBC também aumenta, trazendo impactos negativos como diminuição da eficiência de combinação de feixes, degradação da qualidade do feixe e aumento da dificuldade operacional do sistema.

Pesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Huazhong relataram o uso de tecnologia de combinação de feixe coerente de abertura preenchida para obter um sistema de laser de fibra ultrarrápido com uma potência média de 403 W, energia de pulso de 0,5 mJ e 260 fs. Excelente qualidade de feixe (M ² <1,2) foi alcançado garantindo uma boa estabilidade de potência (RMS <0,5%).

O trabalho intitulado "Laser de fibra combinado coerentemente de 260 fs, 403 W com gerenciamento preciso de dispersão de alta ordem" foi publicado em Frontiers of Optoelectronics .

Ao utilizar hardware de dispersão eletrônico integrado, foi alcançada uma compensação eficaz para a compensação incompleta da dispersão de alta ordem após a compressão da grade, otimizando a largura do pulso e, ao mesmo tempo, obtendo uma melhoria superior na qualidade do pulso.

Além disso, o CBC opera com uma potência média superior a 230 W por canal, simplificando a complexidade do sistema e a dificuldade operacional.

No futuro, espera-se que o uso de apenas quatro canais de síntese coerente possa aumentar a potência para o nível kw e a energia do pulso para o nível mJ.

Mais informações: Shuangxi Peng et al, 260 fs, 403 W laser de fibra combinado coerentemente com gerenciamento preciso de dispersão de alta ordem, Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00107-5
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