Ще один прорив у волоконному лазері: у 9 разів більша потужність без зниження якості променя!

Нещодавно дослідники з Університету Південної Австралії (UniSA), Університету Аделаїди (UoA) та Єльського університету (США) продемонстрували, що вони можуть збільшити потужність волоконних лазерів у 3-9 разів за допомогою нового типу багатомодового волокна без зниження якості променя, що дозволяє їм фокусуватися на віддалених цілях.
Розробку опублікували в журналі Nature Communications. Спільна австралійсько-американська дослідницька група, відповідальна за дослідження, каже, що формування хвильового фронту вхідного світла підвищує поріг потужності для SBS-розсіювання на повний порядок.
Зі свого боку, доктор Лінь Нгуєн, дослідник з Університету Аделаїди, Університету Південної Австралії, сказав, що цей новий підхід дозволить промисловості продовжувати видавати надзвичайно високу потужність волоконних лазерів, що робить їх більш корисними в оборонній промисловості, програми дистанційного зондування та виявлення гравітаційних хвиль.
«Волоконні лазери високої потужності мають вирішальне значення у виробництві та обороні, роль, яка стала ще більш важливою з поширенням недорогих безпілотних літальних апаратів, або дронів, на сучасному полі бою», — сказав доктор Нгуєн.
«Рій недорогих безпілотних літальних апаратів може швидко виснажити ракетні ресурси та вичерпати вогневу міць військових засобів і транспортних засобів для більш критичних бойових завдань. У довгостроковій перспективі потужні волоконні лазери є єдиним життєздатним варіантом захисту з їхньою низькою ціною за постріл. " Він заявив: «Це називається асиметричним домінуванням. Розгортаючи в масштабі, дешевший метод може перемогти навіть дорожчі високотехнологічні системи».
Доктор Орі Хендерсон-Сапір, дослідник проекту в Інституті фотоніки та вдосконаленого зондування UoA, сказав, що Австралія має довгу історію розробки інноваційних волоконно-оптичних технологій.
«Наші дослідження виводять Австралію на лідируючу позицію у світі щодо розробки наступного покоління високопотужних волоконних лазерів не лише для оборонних застосувань, але й для того, щоб зробити внесок у нові наукові відкриття». – сказав доктор Хендерсон-Сапір.
Дослідники продемонстрували технологію у волоконних лазерах і спеціально доповідатимуть і представлять свої висновки на конференції Photonics West у січні 2024 року.
Анотація статті, опублікованої в Nature Communications, говорить:
«Ключовою проблемою для досягнення більшої потужності волоконно-оптичної передачі є подолання нелінійних оптичних ефектів. Щоб зберегти вихідний промінь плавним, більшість методів пом’якшення оптичної нелінійності обмежуються одномодовими волокнами. Починаючи з одномодового режиму, ми експериментально демонструємо, що хвильовий фронт формування когерентного вхідного світла від багатомодового волокна може підвищити поріг потужності вимушеного розсіювання Бріллюена (SBS) на порядок, одночасно контролюючи профіль вихідного променя.
Придушення SBS відбувається за рахунок ефективного розширення спектра Бріллюена при багатомодовому збудженні без розширення світла, що проходить. Найсильніше придушення досягається селективним режимом збудження, що забезпечує найширший спектр Бріллюена.
«Наш метод є ефективним і надійним як для безперервних хвиль, так і для імпульсів. Ця робота вказує на багатообіцяючий шлях для пом’якшення шкідливих нелінійних ефектів в оптичних волокнах, уможливлюючи подальше розширення високопотужних волоконних систем для направленої енергії, дистанційного зондування та виявлення гравітаційних хвиль. ."