Les lasers à fibre de niveau multi-kilowatt (kW) (≥3kW) à haute stabilité sont importants dans de nombreuses applications, et la fibre dopée Yb est le dispositif clé de ces lasers à fibre. Les progrès incroyables des dernières décennies dans la technologie de fabrication de fibres ont conduit à une augmentation exponentielle de la puissance de sortie des lasers à fibre à onde continue (CW). Cependant, avec une mise à l'échelle supplémentaire de la puissance de sortie, Le photoassombrissement (PD) s'est avéré être l'un des facteurs limites critiques pour la fiabilité à long terme du laser sous une puissance de sortie de plusieurs kW.

L'effet PD se manifeste par un processus d'évolution de la perte excessive induite par la pompe en fonction de la puissance de la pompe et des concentrations de dopant. Il peut être attribué aux centres de couleur qui dérivent du processus de transfert d'énergie coopératif qui est de Yb excité ³⁺ aux précurseurs de défauts atomiques dans le cœur de la fibre. Le codopage Ce peut fortement améliorer la résistance PD dans la fibre co-dopée Yb/Al, malgré le mécanisme de résistance à la DP réalisé par le co-dopage, le Ce n'est pas encore bien compris.

ELLE Shengfei, avec des collaborateurs de l'Institut d'optique et de mécanique de précision de Xi'an (XIOPM) de l'Académie chinoise des sciences, fabriqué une fibre active 30/600 à haute stabilité laser, nommée fibre Yb/Ce-AS@LAS par la technique de dépôt en phase gazeuse chélate à basse température (LT-CGPD) pour évaluer synthétiquement l'addition de Ce dans une fibre dopée Yb de niveau multi-kW. Et enfin, à base de fibre Yb/Al co-dopée Ce, ils ont démontré un excellent résultat à 1, 079,80 nm. Les travaux ont été publiés dans le Journal of Lightwave Technology.

Les chercheurs ont fabriqué des fibres Yb/Al co-dopées en série avec un gradient de concentration en Ce et ont prouvé que l'ajout de Ce peut améliorer efficacement la résistance PD de la fibre.

Avec la configuration d'amplificateur de puissance d'oscillateur maître (MOPA), ils ont atteint avec succès la puissance laser CW la plus élevée de 5,04 kW à 1079,80 nm avec une efficacité de pente de 81,1 %. Simultanément, la stabilité à long terme des amplificateurs à fibre haute puissance a été efficacement améliorée en même temps, indiquant les effets de suppression de l'ajout de Ce sur le PD et la charge thermique supplémentaire.

Ils n'ont pas seulement battu un record de puissance laser à fibre, mais a également ouvert la voie à de meilleurs lasers à fibre haute puissance commerciaux, basé sur la fibre d'aluminosilicate co-dopée Yb/Ce fabriquée par la technique LT-CGPD.