Hiljuti valmistas Hiina Teaduste Akadeemia (CAS) Shanghai optika- ja täppismasinate instituudi (SIPM) suure võimsusega laserseadmete tehnoloogia laboratooriumi uurimisrühm täiustatud keemilise aurustamise abil ette suure kontsentratsiooniga ytterbiumiga legeeritud kvartskiu. (MCVD) tehnoloogia kombineerituna vedelfaasilise dopinguprotsessiga ning koos kiuga ehitati ülilühikese õõnsusega kiudlaser, mis saavutab ühesagedusliku ja kõrge sagedusega lukustatud laserväljundi 1-µm ribas, vastavalt. Tulemused on esitatud kui "kõrge ütterbiumi kontsentratsiooniga Yb/Al/P/Ce koos legeeritud ränidioksiidkiud 1-μm ülilühikese õõnsusega kiudlaserrakenduse jaoks". Kõrge ütterbiumi kontsentratsiooniga Yb/Al/P/Ce koos legeeritud ränidioksiidkiud 1-μm ülilühikese õõnsusega kiudlaserrakenduse jaoks" avaldati ajakirjas Optics Express.
Suure jõudlusega ühesageduslikud ja kõrgsageduslikud režiimilukuga kiudlaserid nõuavad ytterbiumiga legeeritud kiude, millel on kõrge võimenduskoefitsient, kõrge konversioonitõhusus ja madal footonite tumenemine. Haruldaste muldmetallide ioonide vähese lahustumise tõttu kvartsmaatriksis mõjutab kõrge dopingukontsentratsiooni põhjustatud haruldaste muldmetallide ioonide rühmitamise efekt tõsiselt kiu laseri jõudlust. Uurimisrühm valmistas põhikomponente optimeerides ette Yb/Al/P/Ce kaaslegeeritud kvartskiu, milles Yb ioonide dopingu kontsentratsioon on 2,5 massiprotsenti ja südamiku neeldumistegur ulatub 976 nm juures 1400 dB/m.
Joonis 1. Tugevalt legeeritud Yb/Al/P/Ce kvartskiu omadused. a) murdumisnäitaja jaotus, b) dopingelementide jaotus, c) südamiku kadude spekter ja d) südamiku neeldumisspekter.
Isearendatud suure kontsentratsiooniga kiu laseri jõudluse iseloomustamiseks praktiliste rakenduste stsenaariumides kasutasid teadlased seda kiudu, et ehitada lasereksperimentide jaoks kaks ülilühike resonantsõõnsust koos kiudstruktuuridega. Esiteks konstrueeriti 1- cm ytterbiumiga legeeritud kiudu kasutades Distributed Bragg Reflection (DBR) laserõõnsus ning edukalt saavutati üks pikisuunalise laserväljundi võimsus 75 mW ja joonelaius 14 kHz. Seejärel konstrueeriti pooljuhtküllastuva neeldumispeegli (SESAM) baasil passiivne režiimilukuga fiiberlaser, mille võimenduskiu pikkus oli 8,4 cm ning impulsslaseri väljund kordussagedusega 1,23 GHz ja impulsi laiusega 6,4 ps. saavutatud. Selle uuringu tulemused näitavad, et suure kontsentratsiooniga ytterbium-legeeritud kvartskiudude valmistamist, millel on suurepärane laseri jõudlus, eeldatakse, et seda kasutatakse ülitäpse kiudude tuvastamise, optilise sagedusega kammi ja muude suure jõudlusega kiudlaserite uurimis- ja arendustegevuse valdkondades.
