Fiberlaser får nok et gjennombrudd: 9 ganger høyere effekt uten å senke strålekvaliteten!

Nylig har forskere fra University of South Australia (UniSA), University of Adelaide (UoA) og Yale University (US) vist at de kan øke kraften til fiberlasere med 3-9 ganger ved hjelp av en ny type multimode fiber uten å redusere kvaliteten på strålen, noe som lar dem fokusere på fjerne mål.
Utviklingen ble publisert i tidsskriftet Nature Communications. Det felles australsk-amerikanske forskerteamet som er ansvarlig for studien sier at bølgefrontformingen av inngangslyset øker effektterskelen for SBS-spredning med en full størrelsesorden.
På sin side sa Dr. Linh Nguyen, en forsker fra University of Adelaide, University of South Australia, at denne nye tilnærmingen vil tillate industrien å fortsette å produsere ekstremt høy effekt fra fiberlasere, noe som gjør dem mer nyttige i forsvarsindustrien, fjernmålingsapplikasjoner og gravitasjonsbølgedeteksjon.
"Høykraftige fiberlasere er kritiske i produksjon og forsvar, en rolle som har blitt enda viktigere med spredningen av rimelige ubemannede luftfartøyer, eller droner, på den moderne slagmarken," sa Dr. Nguyen.
"En sverm av rimelige droner kan raskt tømme missilressurser og tømme ildkraften til militære eiendeler og kjøretøy for mer kampkritiske oppdrag. I det lange løp er kraftige fiberlasere det eneste levedyktige forsvarsalternativet med sine lave kostnader per skudd. " Han uttalte, "Dette kalles asymmetrisk dominans. Ved å distribuere til skalering kan en billigere metode beseire enda dyrere høyteknologiske systemer."
Dr. Ori Henderson-Sapir, en prosjektforsker ved UoA's Institute of Photonics and Advanced Sensing, sa at Australia har en lang historie med å utvikle innovative fiberoptiske teknologier.
"Vår forskning setter Australia i en verdensledende posisjon for å utvikle neste generasjon høyeffektfiberlasere, ikke bare for forsvarsapplikasjoner, men også for å bidra til nye vitenskapelige funn." Dr. Henderson-Sapir sa.
Forskerne har demonstrert teknologien i fiberlasere og vil spesifikt rapportere og presentere funnene sine på Photonics West-konferansen i januar 2024.
Sammendraget av papiret publisert i Nature Communications sier:
"Nøkkelutfordringen for å oppnå fiberoptisk overføring med høyere effekt er å overvinne ikke-lineære optiske effekter. For å holde utgangsstrålen jevn, er de fleste teknikker for å redusere optiske ikke-lineariteter begrenset til enkeltmodusfibre. Med utgangspunkt i enkeltmodusmodus demonstrerer vi eksperimentelt at bølgefronten forming av koherent inngangslys fra en høy multimodusfiber kan øke effektterskelen for stimulert Brillouin-spredning (SBS) med en størrelsesorden mens den kontrollerer profilen til utgangsstrålen.
SBS-undertrykkelse skyldes den effektive utvidelsen av Brillouin-spekteret under multimodus-eksitasjon uten utvidelse av transmittert lys. Den sterkeste undertrykkelsen oppnås ved selektiv moduseksitasjon som gir det bredeste Brillouin-spekteret.
"Vår metode er effektiv og robust for både kontinuerlige bølger og pulser. Dette arbeidet peker på en lovende vei for å dempe skadelige ikke-lineære effekter i optiske fibre, noe som muliggjør ytterligere utvidelse av høyeffektfibersystemer for rettet energi, fjernmåling og gravitasjonsbølgedeteksjon ."