Dans une étude publiée dans Optics Express, une équipe de recherche dirigée par le professeur Yuxi Fu du Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics (XIOPM) de l'Académie chinoise des sciences a développé pour la première fois un laser à disque à disque à disque à disque à disque à disque à disque élevé (Ho: Ho: YLF) qui peut réaliser un laser à disque à disque élevé.
Les lasers opérant dans la gamme spectrale de 2 µm sont très appréciés pour leur sécurité oculaire, leur meilleure absorption d'eau et leur faible atténuation atmosphérique. Les lasers conventionnels 2 µm nécessitent généralement un refroidissement cryogénique pour contrôler les effets thermiques, ce qui augmente la complexité et le coût du système et limite leur application sur des plates-formes compactes, limitées d'espace et mobiles. Par conséquent, le développement de lasers à température ambiante à haute puissance à haute puissance est devenu une direction de recherche importante.
Tableau 1: Présentation des lasers à disque mince dans la région de 2 μm. Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Près du laser à disque mince dans la bande à bande limitée à la diffraction: Optics Express (2025).
Dans cette étude, les chercheurs ont développé une nouvelle structure composite à disque mince basé sur HO: YLF. En combinant un 2 AT. % dopé HO: Crystal YLF avec une couche de coiffage YLF non pas, la robustesse mécanique du cristal a été significativement améliorée, tandis que l'effet d'amplification de l'émission spontanée a été effectivement supprimé, améliorant ainsi la stabilité de la sortie laser.
Figure 1: Diagramme schématique du cristal de disque mince HO: YLF Composite. (A) Diagramme schématique 3D du disque mince HO: YLF. (b) Photographie de HO: YLF composite disque mince soudé au dissipateur de chaleur SIC. (c) Vue en coupe transversale du disque mince HO: YLF composite le long de la direction de propagation de la lumière de la pompe. Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Près du laser à disque mince dans la bande à bande limitée à la diffraction: Optics Express (2025).
De plus, les chercheurs ont optimisé le système de pompage optique, en utilisant une configuration multicanal avec 12 cycles de pompage combinés à une stratégie de gestion thermique efficace. Cette approche garantit non seulement une puissance élevée, mais minimise également la lentille thermique, ce qui entraîne une excellente qualité de faisceau.
Figure 2: Diagramme schématique du laser à disque mince HO: YLF. (A) Diagramme schématique 3D du laser à disque mince basé sur un module de pompe de voie 12-. (b) Diagramme de la configuration expérimentale, montrant la tête laser à disque mince composite avec un dissipateur de chaleur refroidi par eau. Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Près du laser à disque mince dans la bande limité à la diffraction à 2 μm, Optics Express (2025).
Les résultats expérimentaux montrent que lorsque le laser est pompé par un laser à fibre dopé à la thulium 194 avec un diamètre de 1,8 mm, la puissance de sortie de pointe atteint 26,5W, l'efficacité optique est de 38,1% et l'efficacité de la pente est 42. 0%. La qualité du faisceau est presque limitée par diffraction et l'écart type relatif de la stabilité de puissance n'est que de 0,35%.
Figure 3: Sections transversales d'absorption et d'émission de 2 à.% Dopé Ho: Crystaux YLF à température ambiante. Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Près du laser à disque mince dans la bande à bande limitée à la diffraction: Optics Express (2025).
Figure 4. Ho: Power de sortie laser du disque mince YLF mesuré en utilisant une transmittance à 3% OC. Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Près du laser à disque mince dans la bande limité à la diffraction à 2 μm, Optics Express (2025).
Figure 5: Spectres à température ambiante de (a) pompage laser à fibre dopé au thulium et (b) émission CW. Les lignes en pointillés indiquent les coupes transversales d'absorption et d'émission du cristal Ho: Ylf. Chaque spectre représente la moyenne de cinq mesures. Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang et al., Près du laser à disque mince dans la bande à bande limitée à la diffraction: Optics Express (2025).
Figure 6: Qualité du faisceau de sortie. (a) M2 Mesure de la qualité du faisceau de sortie 26W. (b) Profils de faisceau à différentes distances (l=-200 mm, 0 mm, 100 mm et 300 mm). Source: Bingying Lei, Liyi Zhang, Sen Yang, et al., Près du laser à disque mince dans la bande limité à la diffraction à 2 μm, Optics Express (2025).
Le professeur Fu a déclaré: "Ce travail ouvre la voie au développement de lasers compacts et rentables de 2 µm de 2 µm qui ont le potentiel d'atteindre des niveaux de 100W, faisant progresser la science laser ultra-rapide. Il fournit également une nouvelle approche pour développer des systèmes laser infrarouge à haute puissance et portable."
