VEČMODNO OPTIČNO VLAKNO LAHKO DO DEVETKRAT POVEČA MOč laserja

Avstralsko-ameriška ekipa pravi, da oblikovanje valovne fronte vhodne svetlobe dvigne prag moči za sipanje SBS za red velikosti.

Znanstveniki so našli nov način za znatno povečanje moči optičnih laserjev ob ohranjanju kakovosti njihovega žarka, zaradi česar postanejo ključna obrambna tehnologija prihodnosti pred poceni droni in za uporabo v drugih aplikacijah, kot je daljinsko zaznavanje.

Raziskovalci z Univerze v Južni Avstraliji (UniSA), Univerze v Adelaidi (UoA) in Univerze Yale (ZDA) so dokazali potencialno uporabo večmodnih optičnih vlaken za povečanje moči v optičnih laserjih za tri- do devetkrat, vendar brez poslabšanja kakovost žarka, tako da se lahko osredotoči na oddaljene cilje.

Razvoj je opisan v Nature Communications .

Soavtor dr. Linh Nguyen, raziskovalec na Inštitutu Future Industries UniSA, je dejal, da bo novi pristop industriji omogočil, da še naprej iztiska izjemno visoko moč iz laserjev z vlakni, jih naredil bolj uporabne za obrambno industrijo ter za aplikacije daljinskega zaznavanja in zaznavanje gravitacijskih valov.

»Visoko zmogljivi vlakneni laserji so ključnega pomena v proizvodnji in obrambi, to pa postaja vse bolj s širjenjem poceni zračnih vozil brez posadke ali dronov na sodobnih bojiščih,« je dejal dr. Nguyen.

»Roj poceni brezpilotnih letalnikov lahko hitro izčrpa zaloge raket, zaradi česar vojaška sredstva in vozila ostanejo z izčrpano strelno močjo za bolj kritične bojne misije. Visokozmogljivi vlakneni laserji so z nizkimi stroški na strel dolgoročno edina izvedljiva obrambna rešitev.

"To je znano kot asimetrična prednost: cenejši pristop lahko premaga dražji, visokotehnološki sistem z igranjem velikega števila," je dejal.

Dr Ori Henderson-Sapir , projektni raziskovalec na Inštitutu za fotoniko in napredno zaznavanje UoA, pravi, da ima Avstralija dolgo zgodovino razvoja inovativnih tehnologij optičnih vlaken.

"Naše raziskave postavljajo Avstralijo v vodilni položaj v svetu pri razvoju naslednje generacije visokozmogljivih laserjev z vlakni, ne samo za obrambne aplikacije, temveč za pomoč pri novih znanstvenih odkritjih," je dejal dr. Henderson-Sapir.

Raziskovalci so predstavili tehnologijo v laserjih z vlakni in bodo poročali o svojih ugotovitvah v predstavitvi na Photonics West januarja 2024.

Povzetek papirja

Povzetek iz Nature Communications navaja:

»Ključni izziv za dostavo velike moči prek optičnih vlaken je premagovanje nelinearnih optičnih učinkov. Za ohranitev gladkega izhodnega žarka je večina tehnik za ublažitev optičnih nelinearnosti omejena na enomodna vlakna. Če se premaknemo iz enomodne paradigme, eksperimentalno pokažemo, da lahko oblikovanje valovne fronte koherentne vhodne svetlobe v visoko multimodno vlakno poveča prag moči za stimulirano Brillouinovo sipanje (SBS) za red velikosti, hkrati pa nadzira profil izhodnega žarka. .

»Zatiranje SBS je posledica učinkovitega širjenja Brillouinovega spektra pri večmodnem vzbujanju brez širjenja prepuščene svetlobe. Najmočnejše dušenje je doseženo s selektivnim načinom vzbujanja, ki daje najširši Brillouinov spekter.

»Naša metoda je učinkovita, robustna in uporabna za neprekinjene valove in impulze. To delo kaže na obetavno pot za ublažitev škodljivih nelinearnih učinkov v optičnih vlaknih, kar omogoča nadaljnje skaliranje moči optičnih sistemov visoke moči za aplikacije za usmerjeno energijo, daljinsko zaznavanje in zaznavanje gravitacijskih valov.