I laser a fibra ultraveloci ad alta potenza e alta energia sono strumenti indispensabili in vari campi, dalla ricerca scientifica di base e applicata alla lavorazione industriale. Tuttavia, a causa degli effetti termici e degli effetti non lineari, esiste sempre un limite all'espansione di potenza/energia di un singolo amplificatore laser a fibra.
La tecnologia CBC (Coherent Beam Combination) è una strategia efficace per superare i limiti di un singolo amplificatore laser a fibra e raggiungere ulteriormente il dimensionamento di potenza/energia.
In condizioni di coerenza reciproca e di relazione di fase stabile, più raggi laser possono essere sovrapposti e interferire reciprocamente tra loro. Questo approccio consente un miglioramento della potenza media e dell'energia dell'impulso di un fattore quasi uguale al numero totale di canali combinati. Tuttavia, con l'aumento dei canali di combinazione dei fasci, aumenta anche la complessità dei sistemi CBC, portando impatti negativi come una diminuzione dell'efficienza della combinazione dei fasci, una qualità del fascio degradata e una maggiore difficoltà operativa del sistema.
I ricercatori dell'Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong hanno segnalato l'uso della tecnologia di combinazione del raggio coerente ad apertura riempita per ottenere un sistema laser a fibra ultraveloce con una potenza media di 403 W, energia di impulso di 0,5 mJ e 260 fs. Eccellente qualità del raggio (M 2 <1,2) è stato raggiunto garantendo una buona stabilità di potenza (RMS <0,5%).
Il lavoro intitolato "Laser a fibra combinato coerente da 260 fs, 403 W con gestione precisa della dispersione di ordine elevato" è stato pubblicato in Frontiers of Optoelectronics .
Utilizzando l'hardware di dispersione elettronica integrato, è stata ottenuta una compensazione efficace per la compensazione incompleta della dispersione di ordine superiore dopo la compressione del reticolo, ottimizzando l'ampiezza dell'impulso e ottenendo allo stesso tempo un miglioramento superiore nella qualità dell'impulso.
Inoltre, CBC funziona con una potenza media di oltre 230 W per canale, semplificando la complessità del sistema e le difficoltà operative.
In futuro, si prevede che l'utilizzo solo della sintesi coerente a quattro canali possa aumentare la potenza al livello dei kw e l'energia dell'impulso al livello dei mJ.
Ulteriori informazioni: Shuangxi Peng et al, laser a fibra combinato in modo coerente da 260 fs, 403 W con gestione precisa della dispersione di ordine elevato, Frontiere dell'optoelettronica (2024). DOI:10.1007/s12200-024-00107-5
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