ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Optics Express ทีมวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Yuxi Fu ของสถาบัน Xi'an Optics และ Mechanics Precision Mechanics (XIOPM) ของ Academy of Sciences จีนได้พัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรก
เลเซอร์ที่ทำงานในช่วงสเปกตรัม 2µM ได้รับการยกย่องอย่างสูงเพื่อความปลอดภัยของดวงตาการดูดซับน้ำสูงและการลดทอนบรรยากาศต่ำ โดยทั่วไปแล้วเลเซอร์ 2µM ทั่วไปจะต้องใช้การระบายความร้อนแบบแช่แข็งเพื่อควบคุมเอฟเฟกต์ความร้อนซึ่งจะเพิ่มความซับซ้อนและค่าใช้จ่ายของระบบและ จำกัด การใช้งานของพวกเขาในแพลตฟอร์มขนาดกะทัดรัด จำกัด อวกาศและแพลตฟอร์มมือถือ ดังนั้นการพัฒนาเลเซอร์ 2µM อุณหภูมิห้องพลังงานสูงจึงกลายเป็นทิศทางการวิจัยที่สำคัญ
ตารางที่ 1: ภาพรวมของเลเซอร์ดิสก์บาง ๆ ในภูมิภาค 2 μm ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่สูบแล้ว HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
ในการศึกษานี้นักวิจัยได้พัฒนาโครงสร้างดิสก์บางคอมโพสิตใหม่ตาม HO: YLF โดยการรวม 2 ที่ % Doped HO: ผลึก YLF ที่มีชั้น Capping YLF ที่ไม่มีการปรับความทนทานเชิงกลของผลึกได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ผลการขยายของการปล่อยก๊าซธรรมชาติถูกระงับอย่างมีประสิทธิภาพซึ่งจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพของเอาต์พุตเลเซอร์
รูปที่ 1: แผนผังไดอะแกรมของ HO: YLF คอมโพสิตดิสก์คริสตัลบาง (A) แผนภาพ 3D แผนผังของ HO: YLF คอมโพสิตแผ่นบาง (b) รูปถ่ายของ HO: YLF คอมโพสิตแผ่นบาง ๆ เชื่อมกับ SIC Heat Sink (c) มุมมองตัดขวางของดิสก์บาง ๆ ของ HO: YLF คอมโพสิตตามทิศทางการแพร่กระจายของแสงปั๊ม ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่สูบแล้ว HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
นอกจากนี้นักวิจัยได้ปรับระบบปั๊มออปติคัลโดยใช้การกำหนดค่าหลายช่องทางด้วยรอบการสูบน้ำ 12 รอบรวมกับกลยุทธ์การจัดการความร้อนที่มีประสิทธิภาพ วิธีการนี้ไม่เพียง แต่ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากำลังไฟสูง แต่ยังช่วยลดเลนส์ความร้อนได้ลดคุณภาพของลำแสงที่ยอดเยี่ยม
รูปที่ 2: แผนผังไดอะแกรมของเลเซอร์ดิสก์บาง HO: YLF (a) แผนภาพแผนผัง 3D ของเลเซอร์ดิสก์บาง ๆ ตามโมดูลปั๊ม 12- (b) แผนภาพของการตั้งค่าการทดลองแสดงหัวเลเซอร์ดิสก์บาง ๆ คอมโพสิตพร้อมอ่างล้างจานระบายความร้อนด้วยน้ำ ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่ปั๊ม HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเลเซอร์ถูกปั๊มด้วยเลเซอร์ 194 0 nm thulium-doped laser ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.8 มม. พลังงานเอาต์พุตสูงสุดถึง 26.5W ประสิทธิภาพของแสงคือ 38.1%และประสิทธิภาพของความลาดชันคือ 42 คุณภาพของลำแสงเกือบจะ จำกัด การเลี้ยวเบนและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานสัมพัทธ์ของเสถียรภาพพลังงานเพียง 0.35%
รูปที่ 3: การดูดซึมและการปล่อยภาพตัดขวาง 2 ที่.% Doped HO: ผลึก YLF ที่อุณหภูมิห้อง ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่สูบแล้ว HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
รูปที่ 4. HO: YLF บางส่วนกำลังเอาต์พุตเลเซอร์ที่วัดโดยใช้การส่งผ่าน 3% OC ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่ปั๊ม HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
รูปที่ 5: สเปกตรัมอุณหภูมิห้องของ (a) การสูบด้วยเลเซอร์ไฟเบอร์ที่มีความร้อนจาก Thulium และ (b) การปล่อย CW เส้นประบ่งบอกถึงการดูดซับและการปล่อยภาพตัดขวางของคริสตัล HO: YLF แต่ละสเปกตรัมแสดงถึงค่าเฉลี่ยของการวัดห้าครั้ง ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่สูบแล้ว HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
รูปที่ 6: คุณภาพลำแสงเอาท์พุท (a) การวัด M2 ของคุณภาพลำแสง 26W (b) โปรไฟล์ลำแสงในระยะทางต่าง ๆ (l=-200 mm, 0 mm, 100 มม. และ 300 มม.) ที่มา: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., ใกล้กับการเลี้ยวเบน จำกัด ในวงดนตรีที่ปั๊ม HO: YLF คอมโพสิตแผ่นเลเซอร์บาง ๆ ที่ 2 μm, Optics Express (2025)
ศาสตราจารย์ฟูกล่าวว่า: "งานนี้ปูทางไปสู่การพัฒนาเลเซอร์ขนาดกะทัดรัดขนาดกะทัดรัดที่มีประสิทธิภาพสูงและประหยัดค่าใช้จ่ายที่มีศักยภาพในการเข้าถึงระดับ 100W ซึ่งเป็นวิทยาศาสตร์เลเซอร์ที่เร็วมาก
