In a study published in Optics Express, a research team led by Professor Yuxi Fu of the Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) of the Chinese Academy of Sciences has developed for the first time a room-temperature holmium-doped yttrium lithium fluoride (Ho:YLF) composite thin-disk laser that can achieve high-efficiency, high-quality continuous-wave laser framleiðsla.
Lasers sem starfa á 2 µm litrófssviðinu eru mjög virtir fyrir augnöryggi þeirra, mikla frásog vatns og litla andrúmsloftsdempun. Hefðbundin 2 µm leysir þurfa venjulega kryógenískt kælingu til að stjórna hitauppstreymi, sem eykur flækjustig og kostnað kerfisins og takmarkar notkun þeirra í samningur, geimbundnum og farsímapöllum. Þess vegna hefur þróun hákúluhita 2 im leysir orðið mikilvæg rannsóknarstefna.
Tafla 1: Yfirlit yfir þunnt disk leysir á 2 μm svæðinu. Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Í þessari rannsókn þróuðu vísindamennirnir nýja samsettan þunnan disk uppbyggingu byggða á HO: YLF. Með því að sameina 2 á. % DOPED HO: YLF Crystal með ódeilt YLF lokunarlag, vélrænni styrkleiki kristalsins var verulega bætt, meðan mögnunáhrif sjálfsprottinna losunar voru í raun bæld og þar með aukið stöðugleika leysirafkastsins.
Mynd 1: Skematísk skýringarmynd af HO: YLF samsettum þunnum diskkristal. (a) 3D skýringarmynd af HO: YLF samsettum þunnum diski. (b) Ljósmynd af HO: YLF samsett þunnur diskur soðinn til sic hitavask. (c) Þversniðssýn yfir HO: YLF samsettur þunnur diskur meðfram útbreiðslustefnu dæluljóss. Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Að auki fínstilltu vísindamennirnir sjóndælukerfið, með því að nota margra rásar stillingar með 12 dælulotum ásamt skilvirkri hitauppstreymisstefnu. Þessi aðferð tryggir ekki aðeins mikla afköst, heldur lágmarkar einnig hitalinsun, sem leiðir til framúrskarandi geisla gæða.
Mynd 2: Skematísk skýringarmynd af HO: YLF þunnt disk leysir. (a) 3D skýringarmynd af þunnum disk leysir byggð á 12- hátt dælueining. (b) Skýringarmynd af tilraunauppsetningunni, sem sýnir samsettan þunna disk leysirhaus með vatnskældum hitavask. Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Niðurstöður tilrauna sýna að þegar leysirinn er dælt með 194 0 nm thulium-dópaðri trefjar leysir með 1,8 mm þvermál, þá er hámarksafköstin 26,5W, sjónhagkvæmni er 38,1%og skilvirkni halla er 42. 0%. Geislagæðin eru næstum því að takmarka og takmarkast og hlutfallslegt staðalfrávik aflstöðugleika er aðeins 0,35%.
Mynd 3: Frásog og losunarþversnið 2 við.% Doped HO: YLF kristallar við stofuhita. Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Mynd 4. HO: YLF þunnur diskur leysirafköst mæld með 3% flutningi OC. Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Mynd 5: Stofn á stofuhita (a) Thulium-dópað trefjar leysir dæla og (b) CW losun. Strikuðu línurnar gefa til kynna frásog og losunar þversnið af HO: YLF Crystal. Hvert litróf táknar meðaltal fimm mælinga. Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Mynd 6: Gæði framleiðsla geisla. (a) M2 mæling á 26W framleiðsla geisla gæði. (b) Geislasnið í mismunandi vegalengdum (l=-200 mm, 0 mm, 100mm og 300mm). Heimild: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, o.fl., nálægt dreifingartakmörkuðum HO: YLF samsettum þunnum disk leysir við 2 μm, Optics Express (2025).
Prófessor Fu sagði: „Þessi vinna ryður brautina fyrir þróun samningur, hagkvæmir hákornar 2 µm leysir sem geta haft 100W stig og stuðlar að öfgafullum leysirvísindum.
