उच्च प्रदर्शन दृश्यमान प्रकाश होमियम-डोपेड ऑल-फाइबर लेजर

उच्च आउटपुट विशेषताओं को बनाए रखते हुए कॉम्पैक्ट ऑल-फाइबर लेजर से सीधे दृश्य प्रकाश उत्पन्न करना हमेशा लेजर प्रौद्योगिकी में एक शोध विषय रहा है। यहाँ, जी एट अल। होल्मियम-डोपेड ज़ब्लान फ्लोराइड ग्लास फाइबर में उत्तेजना तंत्र का उपयोग करके दोहरी-तरंग दैर्ध्य लेजर विकसित करने के लिए एक विधि प्रस्तावित की, और प्रयोगात्मक रूप से सभी फाइबर लेज़रों के उच्च उत्पादन प्रदर्शन को प्राप्त किया, विशेष रूप से 640 एनएम पंपिंग के तहत गहरे लाल बैंड में काम कर रहे थे। विशेष रूप से, 45.1%की ढलान दक्षता के साथ 750 एनएम पर 271 मेगावाट की अधिकतम निरंतर तरंग उत्पादन शक्ति प्राप्त की गई थी, जो कि गहरे लाल बैंड में 10 माइक्रोन से कम के कोर व्यास के साथ ऑल-फाइबर लेज़रों में दर्ज की गई उच्चतम प्रत्यक्ष आउटपुट पावर है। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने 640 एनएम लेजर द्वारा पंप किए गए 1.2 माइक्रोन ऑल-फाइबर लेजर विकसित किया। शोधकर्ताओं ने इन दो लेजर पीढ़ी प्रक्रियाओं और उनके प्रदर्शन के बीच 750 एनएम और 1.2 माइक्रोन तरंग दैर्ध्य के बीच सहसंबंध का बड़े पैमाने पर अध्ययन किया। पंप दर में वृद्धि करके, शोधकर्ताओं ने उच्च उत्साहित राज्य अवशोषण प्रक्रिया के माध्यम से प्रभावी जनसंख्या रीसाइक्लिंग का अवलोकन किया, जिसने गहरे लाल संक्रमण के ऊपरी लेजर स्तर तक जनसंख्या को प्रभावी ढंग से बहाल किया। इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने इस लेजर के लिए इष्टतम परिस्थितियों का निर्धारण किया, उत्साहित राज्य ऊर्जा स्तरों को भरने की प्रक्रिया की पहचान की, और इसी वर्णक्रमीय मापदंडों को स्थापित किया। यह शोध उत्साहित राज्य अवशोषण प्रक्रियाओं के माध्यम से अन्य दुर्लभ पृथ्वी आयनों का उपयोग करके लेज़रों के प्रदर्शन में सुधार करने में महान वादा दिखाता है, जो सभी फाइबर अल्ट्राफास्ट लेज़रों की उन्नति का मार्ग प्रशस्त करता है।

ऑल-फाइबर लेज़रों का उपयोग उनकी कॉम्पैक्ट संरचना, उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय प्रदर्शन, और ऑप्टिकल गुहा की सफाई की कोई आवश्यकता नहीं है। उनके पास विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोग हैं जैसे कि सटीक मशीनिंग माप, बायोफोटोनिक्स और रक्षा अनुप्रयोग। अवरक्त ऑप्टिकल क्षेत्र में उच्च-शक्ति फाइबर लेजर, विशेष रूप से 1 माइक्रोन, 1.53 माइक्रोन और 2 माइक्रोन, डोपेड सिलिकेट ग्लास फाइबर का उपयोग करके अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है। इन लेज़रों ने किलोवाट से अधिक ऑप्टिकल शक्तियां प्राप्त की हैं। इसके अलावा, दृश्यमान प्रकाश लेजर वाट-स्तरीय लेजर आउटपुट के माध्यम से टूट गया है। हालांकि, दृश्यमान प्रकाश बैंड में एकल-क्लैड ऑल-फाइबर लेज़रों की आउटपुट पावर अभी भी 100 मेगावाट तक सीमित है। यह मुख्य रूप से दो मुख्य कारकों के लिए जिम्मेदार है। सबसे पहले, फ्लोराइड फाइबर, जो दृश्य लेजर पीढ़ी के मुख्य शरीर हैं, में कम क्षति सीमा होती है। दूसरा, उच्च-प्रदर्शन दृश्यमान प्रकाश ऑल-फाइबर लेजर दर्पणों को प्राप्त करना चुनौतीपूर्ण साबित हुआ है।

हाल के वर्षों में, शोधकर्ताओं ने दृश्यमान प्रकाश मोड लॉकिंग में सुधार करने के लिए विभिन्न पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके अल्ट्राफास्ट दृश्यमान प्रकाश लेज़रों के विकास में महत्वपूर्ण प्रगति की है, जैसे कि आठ-आठ गुहाओं और फ्री-स्पेस नॉनलाइनियर पोलराइजेशन रोटेशन को डाई, हो, और पीआर/वाईबी-डॉप्ड फाइबर लेजर में शामिल करना। हालांकि, ऑल-फाइबर मोड-लॉक लेज़रों की आउटपुट पावर अभी भी कुछ मिलिवाट तक सीमित है, जो उनके अनुप्रयोगों को सीमित कर रही है। इसलिए, उच्च-प्रदर्शन ऑल-फाइबर दृश्यमान लेज़रों की खोज जारी रखना बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि एक ऑल-फाइबर संरचना में दृश्य प्रकाश की निरंतर-लहर उत्पादन को प्राप्त करना उच्च-ऊर्जा दालों का उपयोग करने का आधार है।

होल्मियम-डोपेड ज़ब्लन फ्लोराइड ग्लास फाइबर ने निकट-अवरक्त क्षेत्र में दृश्यमान में उनके व्यापक वर्णक्रमीय संसाधनों के कारण व्यापक ध्यान आकर्षित किया है। ये फाइबर दृश्य प्रकाश उत्पादन प्रक्रिया के लिए तीन मुख्य पंपिंग विकल्प प्रदान करते हैं। ब्लू लेजर डायोड पंपिंग कुशल हरे लेजर आउटपुट का उत्पादन करता है, हालांकि बीम की गुणवत्ता सीमित है। दूसरी ओर, 5i7 के लंबे ऊर्जा स्तर के जीवनकाल के कारण, ऑल-फाइबर डीप-रेड लेजर की अधिकतम आउटपुट पावर केवल 16 मेगावाट है। ग्रीन पंपिंग की तुलना में, रेड पंपिंग में ऊर्जा के स्तर की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है, जो विभिन्न ऊर्जा स्तरों के बीच इंटरकनेक्शन और उलटा का अध्ययन करने के लिए अनुकूल है। इसके अलावा, उच्च-प्रदर्शन वाले लाल ठोस-राज्य लेजर और उन्नत प्लाज्मा स्पटरिंग कोटिंग तकनीक के कार्यान्वयन, जो कि इसकी उच्च क्षति सीमा के लिए जाना जाता है, ने वाट स्तर पर संचालित गहरे-लाल लेज़रों के उद्भव के लिए प्रेरित किया है। ये अध्ययन उत्साहित-राज्य अवशोषण प्रक्रियाओं के माध्यम से लेजर आउटपुट विशेषताओं की वृद्धि का समर्थन करने के लिए अतिरिक्त सबूत प्रदान करते हैं जो गहरे-लाल और निकट-अवरक्त उत्तेजना पर भरोसा करते हैं।