功率提高9倍！光纖激光再獲突破：不降光束質量

近日，來自南澳大利亞大學（UniSA）、阿德萊德大學（UoA）和耶魯大學（US）的研究人員證明，他們可以借助一種新型多模光纖，將光纖激光器的功率提高3－9倍，但不會降低光束質量，從而可以聚焦于遠處的目標。

這一進展發表在《自然·通訊》（Nature Communications）雜志上。負責該研究的澳大利亞－美國聯合研究小組表示，輸入光的波前整形將SBS散射的功率閾值提高了整整一個數量級。

來自阿德萊德大學（University of Adelaide）、南澳大利亞大學（University of South Australia）的研究員Linh Nguyen博士則表示，這種新方法將使工業界能夠繼續從光纖激光器中輸出極高的功率，使其在國防工業、遙感應用和引力波探測方面更有用。

Nguyen博士說：“高功率光纖激光器在制造業和國防中至關重要，隨著廉價的無人駕駛飛行器或無人機在現代戰場上的普及，這種作用變得更加重要?！?/p>

“一群廉價的無人機可以迅速耗盡導彈資源，使軍事資產和車輛的火力耗盡，用于更多的戰斗關鍵任務。從長遠來看，高功率光纖激光器是唯一可行的防御方案，其每次射擊的成本很低?！彼硎?，“這就是所謂的不對稱優勢。通過部署擴大規模，一種更便宜的方法甚至可以擊敗更昂貴的高科技系統?！?/p>

UoA光子學和高級傳感研究所的項目研究員Ori Henderson－Sapir博士表示，澳大利亞在開發創新光纖技術方面有著悠久的歷史。

“我們的研究使澳大利亞在開發下一代高功率光纖激光器方面處于世界領先地位，不僅用于國防應用，而且有助于新的科學發現?！盚enderson－Sapir博士表示。

研究人員已經在光纖激光器中展示了這項技術，并將在2024年1月的西部光電展（Photonics West）會議上具體報告并展示他們的發現。

發表在《自然·通訊》上的論文的摘要指出：

“實現更高功率光纖傳輸的關鍵挑戰，是克服非線性光學效應。為了保持輸出光束的平滑，大多數減輕光學非線性的技術都局限于單模光纖。從單模模式出發，我們通過實驗證明，對高多模光纖的相干輸入光進行波前整形，可以將受激布里淵散射（SBS）的功率閾值提高一個數量級，同時控制輸出光束的輪廓。

SBS抑制是由于在多模激發下布里淵光譜的有效展寬，而沒有透射光的展寬。最強的抑制，是通過提供最寬的布里淵光譜的選擇模式激發實現的。

“我們的方法高效、穩健，適用于連續波和脈沖。這項工作為減輕光纖中的有害非線性效應指明了一條有希望的途徑，使高功率光纖系統能夠進一步擴展，用于定向能、遙感和引力波探測?！?/p>

審核編輯：劉清