Recientemente, un equipo de investigación del Laboratorio de Tecnología de Unidades Láser de Alta Potencia del Instituto de Óptica y Maquinaria de Precisión de Shanghai (SIPM) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha preparado una fibra de cuarzo dopada con iterbio de alta concentración mediante el uso de deposición química de vapor mejorada. (MCVD) combinada con un proceso de dopaje en fase líquida y construyó un láser de fibra de cavidad ultracorta con la fibra, que logra una salida de láser de frecuencia única y de alta frecuencia bloqueada en la banda 1- µm. respectivamente. Los resultados se presentan como "Fibra de sílice codopada Yb/Al/P/Ce con alta concentración de iterbio para aplicación de láser de fibra de cavidad ultracorta de 1-μm". Fibra de sílice co-dopada con Yb/Al/P/Ce de alta concentración de iterbio para aplicación de láser de fibra de cavidad ultracorta de 1-μm" se publicó en Optics Express.
Los láseres de fibra de alto rendimiento de frecuencia única y modo bloqueado de alta frecuencia requieren fibras dopadas con iterbio con altos coeficientes de ganancia, altas eficiencias de conversión y bajo oscurecimiento de fotones. Debido a la baja disolución de los iones de tierras raras en la matriz de cuarzo, el efecto de agrupación de iones de tierras raras causado por una alta concentración de dopaje afectará seriamente el rendimiento del láser de la fibra. El equipo de investigación preparó una fibra de cuarzo co-dopada con Yb/Al/P/Ce optimizando los componentes del núcleo, en los que la concentración de dopaje de iones Yb es del 2,5% en peso y el coeficiente de absorción del núcleo alcanza los 1400 dB/m a 976 nm.
Figura 1. Características de la fibra de cuarzo Yb/Al/P/Ce altamente dopada. a) distribución del índice de refracción, b) distribución del elemento dopante, c) espectro de pérdida del núcleo y d) espectro de absorción del núcleo.
Para caracterizar el rendimiento del láser de la fibra de alta concentración de desarrollo propio en escenarios de aplicación práctica, los investigadores utilizaron la fibra para construir dos cavidades resonantes ultracortas con estructuras exclusivamente de fibra para experimentos con láser. En primer lugar, se construyó una cavidad láser de reflexión distribuida de Bragg (DBR) utilizando una fibra dopada con iterbio de 1- cm y se logró con éxito una única salida de láser en modo longitudinal con una potencia de 75 mW y un ancho de línea de 14 kHz. Posteriormente, se construyó un láser de fibra de modo pasivo bloqueado basado en un espejo absorbente saturable semiconductor (SESAM) con una longitud de fibra de ganancia de 8,4 cm y una salida de láser pulsado con una frecuencia de repetición de 1,23 GHz y un ancho de pulso de 6,4 ps. logrado. Los resultados de este estudio muestran que se espera que la preparación de fibra de cuarzo dopada con iterbio de alta concentración con excelente rendimiento láser se aplique a la detección de fibra de alta precisión, peine de frecuencia óptica y otras áreas de investigación y desarrollo de láser de fibra de alto rendimiento.
