Fiberlaser får ytterligare ett genombrott: 9 gånger högre effekt utan att sänka strålkvaliteten!

Nyligen har forskare från University of South Australia (UniSA), University of Adelaide (UoA) och Yale University (US) visat att de kan öka kraften hos fiberlasrar med 3-9 gånger med hjälp av en ny typ av multimode fiber utan att minska kvaliteten på strålen, vilket gör att de kan fokusera på avlägsna mål.
Utvecklingen publicerades i tidskriften Nature Communications. Den gemensamma australiensisk-amerikanska forskargruppen som ansvarar för studien säger att vågfrontsformningen av ingångsljuset höjer effekttröskeln för SBS-spridning med en full storleksordning.
För sin del sa Dr. Linh Nguyen, en forskare från University of Adelaide, University of South Australia, att detta nya tillvägagångssätt kommer att tillåta industrin att fortsätta producera extremt hög effekt från fiberlasrar, vilket gör dem mer användbara inom försvarsindustrin, fjärranalysapplikationer och gravitationsvågdetektering.
"Högeffektfiberlasrar är avgörande för tillverkning och försvar, en roll som har blivit ännu viktigare med spridningen av billiga obemannade flygfarkoster, eller drönare, på det moderna slagfältet," sa Dr. Nguyen.
"En svärm av billiga drönare kan snabbt tömma missilresurser och tömma eldkraften från militära tillgångar och fordon för mer stridskritiska uppdrag. I det långa loppet är kraftfulla fiberlasrar det enda hållbara försvarsalternativet med sin låga kostnad per skott. " Han sade, "Detta kallas asymmetrisk dominans. Genom att distribuera i skala kan en billigare metod besegra ännu dyrare högteknologiska system."
Dr. Ori Henderson-Sapir, en projektforskare vid UoA:s Institute of Photonics and Advanced Sensing, sa att Australien har en lång historia av att utveckla innovativa fiberoptiska teknologier.
"Vår forskning sätter Australien i en världsledande position för att utveckla nästa generation av högeffektfiberlasrar, inte bara för försvarstillämpningar, utan också för att bidra till nya vetenskapliga upptäckter." Dr. Henderson-Sapir sa.
Forskarna har demonstrerat tekniken i fiberlasrar och kommer specifikt att rapportera och presentera sina resultat vid Photonics West-konferensen i januari 2024.
Sammanfattningen av uppsatsen publicerad i Nature Communications säger:
"Nyckelutmaningen för att uppnå fiberoptisk överföring med högre effekt är att övervinna icke-linjära optiska effekter. För att hålla utgångsstrålen jämn är de flesta tekniker för att mildra optiska olinjäriteter begränsade till singelmodsfibrer. Med utgångspunkt från singelmodsläge demonstrerar vi experimentellt den vågfronten formning av koherent ingångsljus från en fiber med hög multimod kan öka effekttröskeln för stimulerad Brillouin-spridning (SBS) med en storleksordning samtidigt som profilen för den utgående strålen styrs.
SBS-undertryckning beror på den effektiva breddningen av Brillouin-spektrumet under multimodexcitation utan breddning av transmitterat ljus. Den starkaste undertryckningen uppnås genom selektiv modexcitering som ger det bredaste Brillouin-spektrumet.
"Vår metod är effektiv och robust för både kontinuerliga vågor och pulser. Detta arbete pekar på en lovande väg för att mildra skadliga olinjära effekter i optiska fibrer, vilket möjliggör ytterligare expansion av högeffektfibersystem för riktad energi, fjärranalys och gravitationsvågdetektering ."