Fiberlaser får endnu et gennembrud: 9 gange højere effekt uden at sænke strålekvaliteten!

For nylig har forskere fra University of South Australia (UniSA), University of Adelaide (UoA) og Yale University (US) vist, at de kan øge styrken af ​​fiberlasere med 3-9 gange ved hjælp af en ny type multimode fiber uden at reducere kvaliteten af ​​strålen, hvilket giver dem mulighed for at fokusere på fjerne mål.
Udviklingen blev publiceret i tidsskriftet Nature Communications. Det fælles australsk-amerikanske forskerhold, der er ansvarligt for undersøgelsen, siger, at bølgefrontformningen af ​​inputlyset hæver effekttærsklen for SBS-spredning med en fuld størrelsesorden.
På sin side sagde Dr. Linh Nguyen, en forsker fra University of Adelaide, University of South Australia, at denne nye tilgang vil give industrien mulighed for at fortsætte med at udsende ekstrem høj effekt fra fiberlasere, hvilket gør dem mere nyttige i forsvarsindustrien, fjernmålingsapplikationer og gravitationsbølgedetektion.
"Højeffektfiberlasere er kritiske i fremstilling og forsvar, en rolle, der er blevet endnu vigtigere med udbredelsen af ​​billige ubemandede luftfartøjer eller droner på den moderne slagmark," sagde Dr. Nguyen.
"En sværm af billige droner kan hurtigt opbruge missilressourcer og opbruge ildkraften fra militære aktiver og køretøjer til mere kampkritiske missioner. I det lange løb er kraftige fiberlasere den eneste levedygtige forsvarsmulighed med deres lave pris pr. skud. " Han udtalte: "Dette kaldes asymmetrisk dominans. Ved at implementere i skala kan en billigere metode besejre endnu dyrere højteknologiske systemer."
Dr. Ori Henderson-Sapir, en projektforsker ved UoA's Institute of Photonics and Advanced Sensing, sagde, at Australien har en lang historie med at udvikle innovative fiberoptiske teknologier.
"Vores forskning sætter Australien i en verdensledende position til at udvikle den næste generation af højeffektfiberlasere, ikke kun til forsvarsanvendelser, men også for at bidrage til nye videnskabelige opdagelser." Dr. Henderson-Sapir sagde.
Forskerne har demonstreret teknologien i fiberlasere og vil specifikt rapportere og præsentere deres resultater på Photonics West-konferencen i januar 2024.
Abstraktet af papiret offentliggjort i Nature Communications siger:
"Nøgleudfordringen i at opnå fiberoptisk transmission med højere effekt er at overvinde ikke-lineære optiske effekter. For at holde udgangsstrålen jævn, er de fleste teknikker til at afbøde optiske ikke-lineariteter begrænset til single-mode fibre. Med udgangspunkt i single-mode-tilstand demonstrerer vi eksperimentelt, at bølgefronten formning af kohærent inputlys fra en høj multimode-fiber kan øge effekttærsklen for stimuleret Brillouin-spredning (SBS) med en størrelsesorden, mens profilen af ​​udgangsstrålen styres.
SBS-undertrykkelse skyldes den effektive udvidelse af Brillouin-spektret under multimode excitation uden udvidelse af transmitteret lys. Den stærkeste undertrykkelse opnås ved selektiv mode-excitation, der giver det bredeste Brillouin-spektrum.
"Vores metode er effektiv og robust til både kontinuerlige bølger og pulser. Dette arbejde peger på en lovende vej til at afbøde skadelige ikke-lineære effekter i optiske fibre, hvilket muliggør yderligere udvidelse af højeffektfibersystemer til rettet energi, fjernmåling og gravitationsbølgedetektion ."