Лазеры, излучающие в двухмикронном диапазоне, безопасны для глаз и отличаются высокой эффективностью в определенных условиях, но требуют криогенного охлаждения. Команда ученых из Китая разработала первый лазер на тонком диске из кристаллов легированного неодимом фторида иттрия-лития. Он работает при комнатной температуре, не нуждается в громоздких криогенных установках и обеспечивает непрерывное излучение высокого качества.
Ученые из Института оптики и точной механики при Академии наук Китая разработали тонкие диски новой композитной структуры на основе кристалла иттрий-литиевого фторида, легированного неодимом. Соединив кристалл с нелегированным верхним слоем фторида иттрия-лития, им удалось существенно увеличить его прочность, одновременно подавив спонтанные эмиссионные эффекты, что привело к большей стабильности выходной мощности лазера, рассказывает Phys.
Более того, исследователи оптимизировали систему оптической накачки, внедрив многопроходную конфигурацию с 12-ю циклами накачки в сочетании с эффективной стратегией управления тепловым режимом. Этот подход не только обеспечил высокую мощность, но и минимизировал термооптические искажения.
Результаты экспериментов показали, что при накачке c помощью тулиевого волоконного лазера с длиной волны 1940 нм и диаметром пятна накачки 1,8 мм, он достигает пиковой выходной мощности 26,5 Вт с оптической эффективностью 38,1 % и дифференциальной эффективностью 42 %. Качество луча было близко к дифракционному пределу, а относительное стандартное отклонение стабильности мощности составило всего 0,35 %.
«Это исследование открывает путь к созданию компактных, экономичных и мощных лазеров с длиной волны 2 мкм, которые можно масштабировать до 100 Вт и которые будут способствовать прогрессу в области сверхбыстрых лазеров, — сказал профессор Фу Юси, руководитель научной группы. — Также оно предлагает новый подход к разработке мощных и портативных инфракрасных лазерных систем».
