اخیراً یک تیم تحقیقاتی از آزمایشگاه فناوری واحد لیزر پرقدرت مؤسسه اپتیک و ماشینهای دقیق شانگهای (SIPM) آکادمی علوم چین (CAS) یک فیبر کوارتز دوپ شده با ایتربیوم با غلظت بالا با استفاده از رسوبدهی بخار شیمیایی بهبودیافته تهیه کرده است. فناوری (MCVD) با فرآیند دوپینگ فاز مایع ترکیب شد و یک لیزر فیبر حفره اولتراکوتاه با فیبر ساخت که خروجی لیزر تک فرکانس و قفل شده با فرکانس بالا را در باند 1- میکرومتر بدست میآورد. به ترتیب. نتایج بهعنوان «فیبر سیلیکا با غلظت بالای ایتربیوم Yb/Al/P/Ce برای کاربرد لیزر فیبر حفره فوقالعاده کوتاه 1- میکرومتر» ارائه شده است. فیبر سیلیسی دوپ شده با غلظت بالای ایتربیوم Yb/Al/P/C برای 1-میکرومتر کاربرد لیزر فیبر حفره فوقالعاده کوتاه» در Optics Express منتشر شد.
لیزرهای فیبر قفل شده با حالت تک فرکانس و فرکانس بالا با کارایی بالا به فیبرهای دوپ شده با ایتربیوم با ضریب بهره بالا، راندمان تبدیل بالا و تاریک شدن فوتون کم نیاز دارند. با توجه به انحلال کم یون های خاکی کمیاب در ماتریس کوارتز، اثر خوشه بندی یون های خاکی کمیاب ناشی از غلظت بالای دوپینگ به طور جدی بر عملکرد لیزر فیبر تأثیر می گذارد. تیم تحقیقاتی با بهینه سازی اجزای هسته یک فیبر کوارتز دوپ شده با Yb/Al/P/C تهیه کردند که در آن غلظت دوپینگ یون Yb 2.5 درصد وزنی است و ضریب جذب هسته به dB/m 1400 در 976 نانومتر می رسد.
شکل 1. ویژگی های فیبر کوارتز Yb/Al/P/Ce با دوپ بالا. الف) توزیع ضریب شکست، ب) توزیع عناصر دوپینگ، ج) طیف از دست دادن هسته، و د) طیف جذب هسته.
به منظور مشخص کردن عملکرد لیزر فیبر با غلظت بالا خود توسعه یافته در سناریوهای کاربردی عملی، محققان از این فیبر برای ساختن دو حفره تشدید فوق کوتاه با ساختارهای تمام فیبر برای آزمایشهای لیزری استفاده کردند. ابتدا، یک حفره لیزری بازتاب توزیع شده براگ (DBR) با استفاده از فیبر دوپ شده با ایتربیوم 1- سانتی متر ساخته شد و یک خروجی لیزر تک حالت طولی با توان 75 مگاوات و پهنای خط 14 کیلوهرتز با موفقیت به دست آمد. پس از آن، یک لیزر فیبری قفل شده با حالت غیرفعال بر اساس یک آینه جاذب اشباع نیمه هادی (SESAM) با طول فیبر بهره 8.4 سانتی متر ساخته شد و یک خروجی لیزر پالسی با فرکانس تکرار 1.23 گیگاهرتز و عرض پالس 6.4 ps ساخته شد. به دست آورد. نتایج این مطالعه نشان میدهد که تهیه فیبر کوارتز با غلظت بالا با ایتربیوم دوپ شده با عملکرد عالی لیزر، انتظار میرود برای سنجش فیبر با دقت بالا، شانه فرکانس نوری و سایر زمینههای تحقیق و توسعه لیزر فیبر با کارایی بالا اعمال شود.
