I laser a impulsi corti ad alta potenza altamente efficienti nella gamma di lunghezze d'onda di 2 µm basati su materiali drogati con Tm3+ hanno una varietà di applicazioni come la lavorazione dei materiali, LiDAR, OPO nel medio infrarosso per lunghezze d'onda fino a 12 μm, o generazione di supercontinuo nel medio infrarosso. Consentirebbero inoltre la generazione diretta coerente di raggi X molli mediante la generazione di armoniche di alto ordine.

Per queste applicazioni, una sorgente luminosa con efficienza di conversione molto più elevata, potenza media, energia di impulso, ed è desiderabile una durata dell'impulso più breve.

Ora, Masaki Tokurakawa e colleghi dell'Institute for Laser Science, Università di Elettrocomunicazioni, Tokio, hanno sviluppato nuovi laser a impulsi corti ad alta potenza da 2 µm basati su una nuova tecnica di pompaggio in banda di laser a fibra e bloccaggio in modalità lente di Kerr con un nuovo mezzo di guadagno drogato Tm fornito dall'Università di Amburgo, Dott. Christian Kränkel.

Sono stati ottenuti impulsi di appena 115 fs e una potenza di uscita di 420 mW con un'efficienza di conversione di ~ 20%. Rispetto ai precedenti laser drogati Tm bloccati in modalità SESAM pompati da laser Ti:Al2O3, questo nuovo metodo ha consentito la generazione di una potenza di uscita molto più elevata e una durata dell'impulso più breve con una maggiore efficienza di conversione (Fig.1).

Questo è il primo blocco della modalità dell'obiettivo Kerr a una lunghezza d'onda di 2 μm e apre possibilità per nuovi laser ad impulso corto ad alta potenza ad alta efficienza a 2 μm. Nel futuro, sarebbe possibile generare impulsi inferiori a 50 fs a questo intervallo di lunghezze d'onda.