Kinesiskt institut utvecklar ny metod för kombination av mittinfraröda lasrar

Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics (SIOM) vid Chinesiska vetenskapsakademin rapporterar betydande framsteg inom tekniken för spektral kombination av hög effekt mittinfraröda kontinuerliga laserestrålar. Forskningsgruppen har utvecklat en ny arkitektur som möjliggör mer effektiv kombination av laserestrålar, vilket är avgörande inom många områden av teknik och säkerhet.

Mittinfraröda lasrar har många tillämpningar, inklusive gasdetektion, medicinsk avbildning och kommunikation i fri rymd. Spektral kombination är en teknik för att öka laserutgångseffekten och utvidga dess spektrum utan att kompromissa med strålkvaliteten. Traditionella metoder som använder stora enskilda galler har dock stött på utmaningar relaterade till tillverkningssvårigheter och systemkrav, särskilt vid mittinfraröda våglängder.

Forskarna presenterade en ny arkitektur kallad 'Jigsaw-grating'. Denna metod använder flera små, delvis överlappande galler som tillsammans utgör ett effektivt stort apertur. Detta tillvägagångssätt övervinner utmaningarna med att tillverka ett enda, mycket stort galler och förbättrar systemets skalbarhet för flerkanalsapplikationer.

I en experimentell demonstration använde gruppen självutvecklade, högeffektiva, guldpläterade galler för mittinfrarött bruk. De konstruerade ett fyrkanalsystem för att kombinera mittinfraröda OPO-lasrar (optisk parametrisk oscillator) med våglängder mellan 3,1 och 3,7 mikrometer. Systemet uppnådde en total uteffekt på 50,8 watt med en verkningsgrad på 92,1 %, och den kombinerade strålen bibehöll god kvalitet.

Denna forskning öppnar nya tekniska vägar för att skala upp mittinfraröda flerkanals spektralkombinationssystem från tiotals watt till hundratals watt. Den tillhandahåller också en referens för att bygga hög effektlaserplattformar över andra våglängdsområden.