Ve studii zveřejněné ve společnosti Optics Express se výzkumný tým vedený profesorem Yuxi Fu z Xi'anského institutu optiky a přesné mechaniky (XIOPM) Čínské akademie věd poprvé vyvinul poprvé s vysokou kontinuálním výkonem a vysoce kontinuálním výkonem, s vysokou výjimkou, která je vysoce účinnost, která je vysoce účinnost, která je vysoce účinnost, která je vysoce kontinuálním výjimkou, a vysoce s vysokou výjimkou, která je vysoce účinnost, která má vysokou kontinuální výhodu, a s vysokou výjimkou, která je vysoce kontinuálním výjimkou, s vysokou výjimkou, která je vysoce kontinuálním výkonem, s vysokou výjimkou, která je vysoce kontinuálním, s vysokým obsahem, který má vysoce kontinuální, a vysoce a vysoce a vysoce a vysoce, a vysoce, a vysoce, a s vysokou výjimkou.
Lasery pracující ve spektrálním rozsahu 2 µm jsou vysoce hodnoceny pro jejich bezpečnost očí, vysokou absorpci vody a nízký atmosférickou útlum. Konvenční 2µm lasery obvykle vyžadují kryogenní chlazení pro kontrolu tepelných účinků, což zvyšuje složitost a náklady na systém a omezuje jejich použití v kompaktních, prostorových a mobilních platformách. Vývoj 2 µm laserů s vysokou teplotou pokojové teploty se proto stal důležitým směrem výzkumu.
Tabulka 1: Přehled laserů tenkého disku v oblasti 2 μm. Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang a kol., Poblíž difrakční s omezeného čerpaného homolesu HO: YLF Composite tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
V této studii vědci vyvinuli novou složenou strukturu tenkého disku založenou na HO: YLF. Kombinací 2 at. % Doped HO: YLF Crystal s nedepovanou vrstvou YLF, mechanická robustnost krystalu byla významně zlepšena, zatímco amplifikační účinek spontánní emise byl účinně potlačen, čímž se zvýšila stabilita výstupu laseru.
Obrázek 1: Schematický diagram HO: YLF Composite tenký disk Crystal. a) 3D schematický diagram HO: YLF Composite tenký disk. (b) Fotografie HO: YLF Composite tenký disk přivařené k chladiči SIC. (c) Průřezový pohled na kompozitní tenký disk HO: YLF podél směru šíření světla čerpadla. Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang a kol., Poblíž difrakční s omezeného čerpaného homolesu HO: YLF Composite tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
Kromě toho vědci optimalizovali systém optického čerpání pomocí vícekanálové konfigurace s 12 čerpacími cykly kombinovanými s účinnou strategií tepelného řízení. Tento přístup nejen zajišťuje vysoký výkon, ale také minimalizuje tepelné čočky, což má za následek vynikající kvalitu paprsku.
Obrázek 2: Schematický diagram laseru HO: YLF. (a) 3D schematický diagram laseru tenkého disku založený na modulu čerpadla 12-. (b) Schéma experimentálního nastavení, zobrazující kompozitní tenký diskový laserová hlava s chlazeným dřezem chlazeným vodou. Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, a kol., Poblíž difrakční smepiného čerpaného honora HO: YLF kompozitní tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
Experimentální výsledky ukazují, že když je laser čerpán 194 0 nm thulium-doped laser s průměrem 1,8 mm, maximální výstupní výkon dosahuje 26,5 W, optická účinnost je 38,1%a účinnost sklonu je 42. 0%. Kvalita paprsku je téměř omezena na difrakci a relativní standardní odchylka stability výkonu je pouze 0,35%.
Obrázek 3: Absorpční a emisní průřezy 2 při.% Doped HO: YLF krystaly při teplotě místnosti. Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang a kol., Poblíž difrakční s omezeného čerpaného homolesu HO: YLF Composite tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
Obrázek 4. HO: YLF Thin Disk Laser Výstupní výkon měřený pomocí 3% propustnosti OC. Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, a kol., Poblíž difrakční smepiného čerpaného honora HO: YLF kompozitní tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
Obrázek 5: Spektra teploty pokojové teploty (a) laserového čerpacího laserového pumpy dotovaného thulia a (b) emise CW. Čárkované čáry označují absorpční a emisní průřezy krystalu Ho: YLF. Každé spektrum představuje průměr pěti měření. Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang a kol., Poblíž difrakční s omezeného čerpaného homolesu HO: YLF Composite tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
Obrázek 6: Kvalita výstupního paprsku. (A) Měření M2 kvality výstupního paprsku 26 W. (b) Profily paprsku v různých vzdálenostech (l=-200 mm, 0 mm, 100 mm a 300 mm). Zdroj: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, a kol., Poblíž difrakční smepiného čerpaného honora HO: YLF kompozitní tenký disk laseru při 2 μm, Optics Express (2025).
Profesor Fu řekl: „Tato práce připravuje cestu pro rozvoj kompaktních, nákladově efektivních laserů s vysokým výkonem 2 um, které mají potenciál dosáhnout úrovní 100 W a rozvíjet ultrarychlé laserové vědy. Rovněž poskytuje nový přístup k vývoji vysoce výkonných a přenosných infračervených laserových systémů.“
