اخیراً، یک تیم تحقیقاتی از دپارتمان فناوری و سیستمهای لیزر فضا و فضانوردی، مؤسسه اپتیک و ماشینهای دقیق شانگهای (SIPM)، آکادمی علوم چین (CAS) و مرکز نوآوری لیزر وانگ ژیجیانگ (WZLIC)، پیشرفتهایی در این زمینه داشتهاند. پیشبینی کیفیت پرتو برای لیزرهای فیبر دوپ شده با تولیوم با قدرت بالا و بهبود کیفیت پیوند همجوشی. نتایج تحقیق مربوط به عنوان "پیش بینی کیفیت پرتو برای سیستم فیبر دوپ شده Tm بر اساس روش انتشار پرتو تفاضل محدود" و "تاثیر لیزر فیبر پایه" خلاصه شده است. "تأثیر اتصال فیبر پایه بر عملکرد لیزر فیبر دوپ شده با Tm" به ترتیب در Physica Scripta و IEEE Photonics Journal منتشر شد.
لیزرهای فیبر دوپ شده با تولیوم پرقدرت (TDFL) با طول موجهای 1900 تا 2100 نانومتر، چشماندازهای کاربردی گستردهای در زمینههای زیست پزشکی، پردازش پلاستیک، LIDAR، تشخیص طیفسنجی جذبی و منابع پمپاژ لیزر مادون قرمز میانی دارند. در توان بالا، رسوب حرارتی ناشی از تلفات کوانتومی باعث تغییرات جدی تری ضریب شکست ناشی از حرارت در فیبر فعال می شود و در نتیجه بر کیفیت پرتو خروجی تأثیر می گذارد. نحوه متعادل کردن بسیاری از پارامترهای طراحی لیزرهای فیبر دوپ شده با تولیوم با قدرت بالا، پیش بینی و بهبود عملکرد خروجی لیزر و دستیابی به کیفیت پرتو بالا یک مشکل فوری است.
در این کار، برای الیاف فعال با ضرایب شکست پیچیده و شعاع خمشی متفاوت، محققان انتقال پرتو در داخل لیزر را با پارامترهای داده شده با روش انتقال پرتو تفاضل محدود (FD-BPM) شبیهسازی کردند و کیفیت پرتو خروجی را ارائه کردند. لیزر بر اساس پیش بینی مشخصات نقطه خروجی نهایی. مقایسه نتایج محاسبات عددی کیفیت پرتو برای توان های مختلف لیزر با نتایج مطالعات تجربی معمولی نشان می دهد که انحراف نتایج پیش بینی شده از نتایج تجربی کمتر از 10٪ است، بنابراین صحت مدل پیش بینی کیفیت پرتو تعیین شده را تأیید می کند.
در همین حال، از طریق شبیهسازی عددی و اکتشاف تجربی، محققان عمیقاً تأثیر کیفیت اتصال فیبر تولیوم دوپ شده با پایه بر عملکرد خروجی لیزر را تجزیه و تحلیل کردند و به عملکرد بالا و خروجی پایدار 1940 نانومتر تولیوم پی بردند. لیزر فیبر دوپینگ با توان 202 وات از طریق شبیه سازی پارامتر اتصال فیوژن و بهینه سازی فرآیند اتصال فیوژن: راندمان تبدیل نوری به نوری از 39.6٪ به 48.4٪ افزایش یافت و کیفیت پرتو از M2x افزایش یافت. =10.55, M2y=11.89 تا M2x=2.17, M2y=2.26. این مطالعه راهنمایی های نظری را برای طراحی TDFL های پرقدرت و با کیفیت پرتو بالا ارائه می دهد.
