Récemment, une équipe de recherche du laboratoire de technologie des unités laser haute puissance de l'Institut d'optique et de machines de précision de Shanghai (SIPM) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a préparé une fibre de quartz dopée à l'ytterbium à haute concentration en utilisant un dépôt chimique en phase vapeur amélioré. (MCVD) combinée à un processus de dopage en phase liquide, et construit un laser à fibre à cavité ultracourte avec la fibre, qui permet d'obtenir une sortie laser monofréquence et une sortie laser hautement verrouillée en fréquence dans la bande 1-µm, respectivement. Les résultats sont présentés sous la forme « Fibre de silice co-dopée Yb/Al/P/Ce à haute concentration en ytterbium pour une application laser à fibre à cavité ultra-courte de 1-μm ». Une fibre de silice co-dopée Yb/Al/P/Ce à haute concentration en ytterbium pour une application laser à fibre à cavité ultra-courte de 1-μm" a été publiée dans Optics Express.
Les lasers à fibre à verrouillage de mode monofréquence et haute fréquence hautes performances nécessitent des fibres dopées à l'ytterbium avec des coefficients de gain élevés, des rendements de conversion élevés et un faible assombrissement des photons. En raison de la faible dissolution des ions de terres rares dans la matrice de quartz, l'effet de regroupement des ions de terres rares provoqué par une concentration de dopage élevée affectera sérieusement les performances laser de la fibre. L'équipe de recherche a préparé une fibre de quartz co-dopée Yb/Al/P/Ce en optimisant les composants du cœur, dans lesquels la concentration de dopage en ions Yb est de 2,5 % en poids et le coefficient d'absorption du cœur atteint 1 400 dB/m à 976 nm.
Figure 1. Caractéristiques de la fibre de quartz Yb/Al/P/Ce hautement dopée. a) distribution de l'indice de réfraction, b) distribution des éléments dopants, c) spectre de perte du cœur et d) spectre d'absorption du cœur.
Afin de caractériser les performances laser de la fibre à haute concentration auto-développée dans des scénarios d'application pratiques, les chercheurs ont utilisé la fibre pour construire deux cavités résonantes ultracourtes avec des structures entièrement en fibres pour des expériences laser. Tout d’abord, une cavité laser à réflexion de Bragg distribuée (DBR) a été construite à l’aide d’une fibre dopée à l’ytterbium de 1- cm, et une sortie laser unique en mode longitudinal d’une puissance de 75 mW et d’une largeur de raie de 14 kHz a été obtenue avec succès. Par la suite, un laser à fibre passif à mode verrouillé basé sur un miroir à absorbeur saturable à semi-conducteur (SESAM) a été construit avec une longueur de fibre à gain de 8,4 cm, et une sortie laser pulsée avec une fréquence de répétition de 1,23 GHz et une largeur d'impulsion de 6,4 ps a été construite. atteint. Les résultats de cette étude montrent que la préparation d'une fibre de quartz dopée à l'ytterbium à haute concentration avec d'excellentes performances laser devrait être appliquée à la détection de fibre de haute précision, au peigne de fréquence optique et à d'autres domaines de recherche et de développement de laser à fibre haute performance.
