Nedavno je istraživački tim iz Laboratorija za tehnologiju laserske jedinice velike snage Šangajskog instituta za optiku i precizne strojeve (SIPM) Kineske akademije znanosti (CAS) pripremio visokokoncentrirano kvarcno vlakno dopirano iterbijem korištenjem poboljšanog kemijskog taloženja iz pare (MCVD) tehnologija u kombinaciji s postupkom dopiranja tekuće faze i ugrađeni vlaknasti laser s ultrakratkom šupljinom s vlaknom, koji postiže jednofrekventni i visokofrekvencijski zaključani laserski izlaz u 1-µm pojasu, odnosno. Rezultati su predstavljeni kao "Silicijeva vlakna s visokom koncentracijom iterbija ko-dopirana Yb/Al/P/Ce za 1-µm primjenu lasera s vlaknima s ultrakratkom šupljinom". Silikatno vlakno s visokom koncentracijom iterbija kodopirano Yb/Al/P/Ce za 1-µm primjenu lasera s vlaknima s ultrakratkom šupljinom" objavljeno je u Optics Expressu.
Visokoučinkoviti jednofrekventni i visokofrekventni laseri sa zaključanim modom zahtijevaju vlakna dopirana iterbijem s visokim koeficijentima pojačanja, visokom učinkovitošću pretvorbe i malim zatamnjenjem fotona. Zbog slabog otapanja iona rijetkih zemalja u kvarcnoj matrici, učinak grupiranja iona rijetkih zemalja uzrokovan visokom koncentracijom dopinga ozbiljno će utjecati na lasersku izvedbu vlakna. Istraživački tim je pripremio Yb/Al/P/Ce ko-dopirano kvarcno vlakno optimiziranjem komponenti jezgre, u kojima je koncentracija dopiranog iona Yb 2,5% težinski, a koeficijent apsorpcije jezgre doseže 1400 dB/m na 976 nm.
Slika 1. Karakteristike visoko dopiranog Yb/Al/P/Ce kvarcnog vlakna. a) raspodjela indeksa loma, b) raspodjela dopirajućeg elementa, c) spektar gubitka jezgre, i d) apsorpcijski spektar jezgre.
Kako bi se okarakterizirala laserska izvedba vlastito razvijenog vlakna visoke koncentracije u scenarijima praktične primjene, istraživači su koristili vlakno za izgradnju dviju ultrakratkih rezonantnih šupljina sa strukturama od svih vlakana za laserske pokuse. Najprije je konstruirana laserska šupljina s raspodijeljenom Braggovom refleksijom (DBR) korištenjem 1-cm vlakna dopiranog iterbijem, te je uspješno postignut laserski izlaz s jednim longitudinalnim modom snage 75 mW i širinom linije od 14 kHz. Naknadno je konstruiran optički laser s pasivnim načinom zaključavanja koji se temelji na poluvodičkom zasićenom apsorberskom zrcalu (SESAM) s duljinom vlakna pojačanja od 8,4 cm, a izlazni impulsni laser s frekvencijom ponavljanja od 1,23 GHz i širinom impulsa od 6,4 ps postignuto. Rezultati ove studije pokazuju da se očekuje da će se priprema visokokoncentriranog kvarcnog vlakna dopiranog iterbijem s izvrsnim laserskim performansama primijeniti na visokoprecizno detektiranje vlakana, optički frekvencijski češalj i druga područja istraživanja i razvoja visokoučinkovitog laserskog vlakna.
