I laser a fibra di livello multi-kilowatt (kW) (≥3kW) con elevata stabilità sono significativi in ​​molte applicazioni, e la fibra drogata con Yb è il dispositivo chiave in tali laser a fibra. Gli incredibili progressi degli ultimi decenni nella tecnologia di fabbricazione delle fibre hanno portato a un aumento esponenziale della potenza di uscita dei laser in fibra a onda continua (CW). Però, con un ulteriore ridimensionamento della potenza di uscita, il fotooscuramento (PD) è risultato essere uno dei fattori limite critici per l'affidabilità del laser a lungo termine con una potenza di uscita a più kW.

L'effetto PD si manifesta come un processo evolutivo della perdita eccessiva indotta dalla pompa a seconda della potenza della pompa e delle concentrazioni di drogante. Può essere attribuito a centri di colore che derivano dal processo cooperativo di trasferimento di energia che è da Yb . eccitato ³⁺ ai precursori del difetto atomico nel nucleo della fibra. Il co-doping Ce può migliorare fortemente la resistenza al PD nella fibra co-dopata Yb/Al, nonostante il meccanismo di resistenza al PD realizzato dal co-doping di Ce non sia ancora stato ben compreso.

LEI Shengfei, insieme ai collaboratori dell'Istituto di ottica e meccanica di precisione di Xi'an (XIOPM) dell'Accademia cinese delle scienze, fabbricato una fibra attiva 30/600 con elevata stabilità laser, denominata fibra Yb/Ce-AS@LAS mediante la tecnica di deposizione in fase gassosa chelato a bassa temperatura (LT-CGPD) per l'aggiunta sintetica di Ce in fibra drogata con Yb a più livelli di kW. E infine, a base di fibra Yb/Al co-drogata con Ce, hanno dimostrato un ottimo risultato a 1, 079.80nm. I lavori sono stati pubblicati sul Journal of Lightwave Technology.

I ricercatori hanno fabbricato fibre Yb/Al co-drogate in serie con concentrazione di Ce in gradiente e hanno dimostrato che l'aggiunta di Ce può migliorare efficacemente la resistenza al PD della fibra.

Con la configurazione dell'amplificatore di potenza dell'oscillatore principale (MOPA), hanno raggiunto con successo la massima potenza laser CW di 5,04 kW di potenza a 1079,80 nm con un'efficienza di pendenza dell'81,1%. Contemporaneamente, la stabilità a lungo termine degli amplificatori in fibra ad alta potenza è stata efficacemente migliorata allo stesso tempo, indicando gli effetti soppressivi dell'aggiunta di Ce su PD e carico termico aggiuntivo.

Non solo hanno battuto un record di potenza del laser in fibra, ma ha anche aperto la strada a laser in fibra ad alta potenza commerciali migliori, basato sulla fibra di alluminosilicato co-drogato Yb/Ce fabbricata con la tecnica LT-CGPD.