迈向2微米波长范围的高功率薄盘激光器
光学
2021-11-29 v1
摘要
薄盘激光器（TDLs）在过去几十年中在连续波和超快运转方面均取得了惊人进展。如今，单薄盘振荡器的连续波（CW）功率已演示超过16 kW，超快放大器已大幅超越千瓦里程碑，脉冲能量达到数百mJ量级。这一惊人发展是在1微米波长范围使用Yb掺杂材料并在工业可用组件支持下实现的。受强烈的科学和工业应用驱动，将此种性能拓展至更长波长区域的兴趣持续增加。特别是，直接发射于短波中红外（SW-MIR）区域（2-3微米）的TDLs尤其受到追捧，尽管已有许多早期研究报道，但大多停留在原理验证阶段，数百瓦运转的潜力一直未得到演示。在此，我们报道了近期单基模CW Ho:YAG薄盘振荡器功率超过100 W的结果，其性能超越先前单模TDLs达4倍以上，并标志着高功率SW-MIR TDLs发展的首个里程碑。在优化条件下，我们发射于约2.1微米的激光系统达到112 W输出功率，光光效率54.6%，M2 = 1.1。该系统非常适合于未来100 W级直接锁模以及超快放大。我们首先回顾直接发射于2微米附近TDLs的现有技术水平，然后讨论迈向超快运转的困难与可能途径，以及功率提升的下一步可能举措。
引用
@article{arxiv.2111.13096,
title = {Moving towards high-power thin-disk lasers in the 2-{\mu}m wavelength range},
author = {Sergei Tomilov and Martin Hoffmann and Yicheng Wang and Clara J. Saraceno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13096},
year = {2021}
}