Mewn astudiaeth a gyhoeddwyd yn Optics Express, mae tîm ymchwil dan arweiniad yr Athro Yuxi Fu o Sefydliad Opteg Xi'an a Mecaneg Precision (XIOPM) Academi Gwyddorau Tsieineaidd wedi datblygu am y tro cyntaf y mae ymfforter yttrium lithium yn parhau i gyflawni cyfanswm uchel, y mae cyfansawdd uchel, yn gallu cyflawni cyfansawdd uchel, y glo uchel (ho allbwn.
Mae laserau sy'n gweithredu yn yr ystod sbectrol 2µm yn uchel eu parch ar gyfer diogelwch eu llygaid, amsugno dŵr uchel, a gwanhau atmosfferig isel. Yn nodweddiadol mae laserau confensiynol 2µm yn gofyn am oeri cryogenig i reoli effeithiau thermol, sy'n cynyddu cymhlethdod a chost y system ac yn cyfyngu ar eu cymhwysiad mewn llwyfannau cryno, cyfyngedig a symudol. Felly, mae datblygu laserau 2µm tymheredd ystafell pŵer uchel wedi dod yn gyfeiriad ymchwil pwysig.
Tabl 1: Trosolwg o laserau disg tenau yn y rhanbarth 2 μm. Ffynhonnell: Bingying LEI, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Ger HO pwmpio mewn band-gyfyngedig: YLF Laser disg tenau cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Yn yr astudiaeth hon, datblygodd yr ymchwilwyr strwythur disg tenau cyfansawdd newydd yn seiliedig ar HO: YLF. Trwy gyfuno 2 yn. % DOPED HO: YLF grisial gyda haen capio YLF heb ei drin, cafodd cadernid mecanyddol y grisial ei wella'n sylweddol, tra bod effaith ymhelaethu allyriad digymell yn cael ei atal yn effeithiol, a thrwy hynny wella sefydlogrwydd yr allbwn laser.
Ffigur 1: Diagram sgematig o HO: YLF grisial disg tenau cyfansawdd. (a) Diagram sgematig 3D o HO: Disg tenau cyfansawdd YLF. (b) Ffotograff o HO: YLF DISK THEN CYFANSODDIAD WELDED I SIC GWRES SIC. (c) Golygfa drawsdoriadol o HO: YF Disg denau cyfansawdd ar hyd cyfeiriad lluosogi golau pwmp. Ffynhonnell: Bingying LEI, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Ger HO pwmpio mewn band-gyfyngedig: YLF Laser disg tenau cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Yn ogystal, optimeiddiodd yr ymchwilwyr y system bwmpio optegol, gan ddefnyddio cyfluniad aml-sianel gyda 12 cylch pwmpio wedi'u cyfuno â strategaeth rheoli thermol effeithlon. Mae'r dull hwn nid yn unig yn sicrhau allbwn pŵer uchel, ond hefyd yn lleihau lensio thermol, gan arwain at ansawdd trawst rhagorol.
Ffigur 2: Diagram sgematig o'r HO: YLF LASER DISK THEN. (a) Diagram sgematig 3D o'r laser disg tenau yn seiliedig ar fodiwl pwmp ffordd 12-. (b) Diagram o'r setup arbrofol, gan ddangos y pen laser disg tenau cyfansawdd gyda sinc gwres wedi'i oeri â dŵr. Ffynhonnell: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Ger HO wedi'i bwmpio mewn band sy'n cyfyngu ar ddiffreithiant: Laser disg tenau cyfansawdd cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos pan fydd y laser yn cael ei bwmpio gan laser ffibr wedi'i dopio â thulium 194 0 nm gyda diamedr o 1.8mm, mae'r pŵer allbwn brig yn cyrraedd 26.5W, yr effeithlonrwydd optegol yw 38.1%, ac effeithlonrwydd y llethr yw 42. {11}. Mae ansawdd y trawst bron yn gyfyngedig o ran diffreithiant, a dim ond 0.35%yw gwyriad safonol cymharol y sefydlogrwydd pŵer.
Ffigur 3: Amsugno ac allyriadau croestoriadau o 2 ar.% HO DOPED: Yf crisialau ar dymheredd yr ystafell. Ffynhonnell: Bingying LEI, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Ger HO pwmpio mewn band-gyfyngedig: YLF Laser disg tenau cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Ffigur 4. HO: Pwer allbwn laser disg tenau YLF wedi'i fesur gan ddefnyddio 3% trawsyriant OC. Ffynhonnell: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Ger HO wedi'i bwmpio mewn band sy'n cyfyngu ar ddiffreithiant: Laser disg tenau cyfansawdd cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Ffigur 5: Sbectra tymheredd ystafell o (a) pwmpio laser ffibr wedi'i dopio â thuliwm a (b) allyriadau CW. Mae'r llinellau gwasgaredig yn dynodi croestoriadau amsugno ac allyriadau o'r grisial HO: YLF. Mae pob sbectrwm yn cynrychioli pum mesur ar gyfartaledd. Ffynhonnell: Bingying LEI, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Ger HO pwmpio mewn band-gyfyngedig: YLF Laser disg tenau cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Ffigur 6: Ansawdd trawst allbwn. (A) M2 Mesur Ansawdd Trawst Allbwn 26W. (b) Proffiliau trawst ar wahanol bellteroedd (l=-200 mm, 0 mm, 100mm, a 300mm). Ffynhonnell: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Ger HO wedi'i bwmpio mewn band sy'n cyfyngu ar ddiffreithiant: Laser disg tenau cyfansawdd cyfansawdd ar 2 μm, Optics Express (2025).
Dywedodd yr Athro Fu: "Mae'r gwaith hwn yn paratoi'r ffordd ar gyfer datblygu laserau 2µm pŵer uchel cryno, cost-effeithiol sydd â'r potensial i gyrraedd lefelau 100W, gan hyrwyddo gwyddoniaeth laser ultrafast. Mae hefyd yn darparu dull newydd o ddatblygu systemau laser is-goch pŵer uchel a chludadwy."
