Fiberlaser krijgt opnieuw een doorbraak: 9 keer meer vermogen zonder dat de straalkwaliteit afneemt!

Onlangs hebben onderzoekers van de University of South Australia (UniSA), de University of Adelaide (UoA) en Yale University (VS) aangetoond dat ze de kracht van fiberlasers met 3-9 keer kunnen vergroten met behulp van een nieuwe type multimode glasvezel zonder de kwaliteit van de straal te verminderen, waardoor ze zich kunnen concentreren op verre doelen.
De ontwikkeling werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications. Het gezamenlijke Australisch-Amerikaanse onderzoeksteam dat verantwoordelijk is voor de studie zegt dat golffrontvorming van het ingangslicht de vermogensdrempel voor SBS-verstrooiing met een volledige orde van grootte verhoogt.
Van zijn kant zei Dr. Linh Nguyen, een onderzoeker van de Universiteit van Adelaide, Universiteit van Zuid-Australië, dat deze nieuwe aanpak de industrie in staat zal stellen extreem hoog vermogen uit fiberlasers te blijven halen, waardoor ze bruikbaarder worden in de defensie-industrie. toepassingen voor teledetectie en detectie van zwaartekrachtgolven.
"Krachtige fiberlasers zijn van cruciaal belang in de productie en defensie, een rol die nog belangrijker is geworden met de proliferatie van goedkope onbemande luchtvaartuigen, of drones, op het moderne slagveld," zei Dr. Nguyen.
“Een zwerm goedkope drones kan de raketbronnen snel uitputten en de vuurkracht van militaire middelen en voertuigen uitputten voor meer gevechtskritieke missies. Op de lange termijn zijn krachtige fiberlasers de enige haalbare verdedigingsoptie, gezien hun lage kosten per schot. " Hij zei: "Dit wordt asymmetrische dominantie genoemd. Door op schaal in te zetten, kan een goedkopere methode zelfs duurdere hightechsystemen verslaan."
Dr. Ori Henderson-Sapir, een projectonderzoeker bij het Institute of Photonics and Advanced Sensing van de UoA, zei dat Australië een lange geschiedenis heeft in het ontwikkelen van innovatieve glasvezeltechnologieën.
"Ons onderzoek plaatst Australië in een leidende positie ter wereld om de volgende generatie krachtige fiberlasers te ontwikkelen, niet alleen voor defensietoepassingen, maar ook om bij te dragen aan nieuwe wetenschappelijke ontdekkingen." zei Dr. Henderson-Sapir.
De onderzoekers hebben de technologie in fiberlasers gedemonstreerd en zullen hun bevindingen specifiek rapporteren en presenteren op de Photonics West-conferentie van januari 2024.
In de samenvatting van het artikel gepubliceerd in Nature Communications staat:
"De belangrijkste uitdaging bij het bereiken van glasvezeltransmissie met een hoger vermogen is het overwinnen van niet-lineaire optische effecten. Om de uitgangsbundel soepel te houden, zijn de meeste technieken om optische niet-lineariteiten te verminderen beperkt tot single-mode vezels. Vanuit de single-mode-modus demonstreren we experimenteel dat golffront het vormgeven van coherent ingangslicht van een hoge multimode vezel kan de vermogensdrempel van gestimuleerde Brillouin-verstrooiing (SBS) met een orde van grootte verhogen, terwijl het profiel van de uitgangsbundel wordt geregeld.
SBS-onderdrukking is te wijten aan de effectieve verbreding van het Brillouin-spectrum onder multimode-excitatie zonder de verbreding van doorvallend licht. De sterkste onderdrukking wordt bereikt door excitatie in selectieve modus die het breedste Brillouin-spectrum oplevert.
"Onze methode is efficiënt en robuust voor zowel continue golven als pulsen. Dit werk wijst op een veelbelovende weg voor het verminderen van schadelijke niet-lineaire effecten in optische vezels, waardoor verdere uitbreiding van krachtige vezelsystemen voor gerichte energie, teledetectie en zwaartekrachtgolfdetectie mogelijk wordt ."