Les lasers à fibre ultrarapides de haute puissance et haute énergie sont des outils indispensables dans divers domaines, de la recherche scientifique fondamentale et appliquée au traitement industriel. Cependant, en raison des effets thermiques et des effets non linéaires, il existe toujours une limite à l'expansion puissance/énergie d'un amplificateur laser à fibre unique.
La technologie de combinaison de faisceaux cohérents (CBC) est une stratégie efficace pour dépasser les limites d'un amplificateur laser à fibre unique et atteindre davantage d'échelle puissance/énergie.
Dans des conditions de cohérence mutuelle et de relation de phase stable, plusieurs faisceaux laser peuvent se superposer et interférer mutuellement. Cette approche permet d'améliorer la puissance moyenne et l'énergie d'impulsion d'un facteur presque égal au nombre total de canaux combinés. Cependant, avec l'augmentation du nombre de canaux de combinaison de faisceaux, la complexité des systèmes CBC augmente également, entraînant des impacts négatifs tels qu'une diminution de l'efficacité de la combinaison de faisceaux, une qualité de faisceau dégradée et une difficulté opérationnelle accrue du système.
Des chercheurs de l'Université des sciences et technologies de Huazhong ont rapporté l'utilisation d'une technologie de combinaison de faisceaux cohérents à ouverture remplie pour obtenir un système laser à fibre ultrarapide avec une puissance de sortie moyenne de 403 W, une énergie d'impulsion de 0,5 mJ et 260 fs. Excellente qualité de faisceau (M 2 <1,2) a été obtenu tout en assurant une bonne stabilité de puissance (RMS <0,5%).
Le travail intitulé "Laser à fibre combiné de manière cohérente de 260 fs, 403 W avec une gestion précise de la dispersion d'ordre élevé" a été publié dans Frontiers of Optoelectronics. .
En utilisant un matériel de dispersion électronique intégré, une compensation efficace a été obtenue pour la compensation incomplète de la dispersion d'ordre élevé après compression du réseau, optimisant la largeur d'impulsion tout en obtenant également une amélioration supérieure de la qualité de l'impulsion.
De plus, CBC fonctionne à une puissance moyenne de plus de 230 W par canal, simplifiant ainsi la complexité du système et les difficultés opérationnelles.
À l'avenir, on s'attend à ce que l'utilisation de la synthèse cohérente à quatre canaux uniquement puisse augmenter la puissance jusqu'au niveau kw et l'énergie des impulsions jusqu'au niveau mJ.
Plus d'informations : Shuangxi Peng et al, 260 fs, 403 W laser à fibre combiné de manière cohérente avec une gestion précise de la dispersion d'ordre élevé, Frontiers of Optoelectronics (2024). DOI :10.1007/s12200-024-00107-5
Fourni par Higher Education Press
