Ergebnis der Leistungsübertragung: Spitzenleistung 18 kW
Nach präziser experimenteller Verifizierung wendeten sie erfolgreich ein selbst hergestelltes, frequenzverdoppeltes, mit Ytterbium dotiertes 15,5 W/520 nm anFaserlaser, das Impulse von etwa 520 ps bei einer Wiederholrate von 1,6 MHz mit einer Spitzenleistung von bis zu 18 kW erzeugt, für Energieübertragungsexperimente.
Passend zur Faser fokussierten sie den Laser auf einen Modenfelddurchmesser von 15 μm, was zu einer Kopplungseffizienz von bis zu 86 % führte. In unseren Experimenten haben wir HCFs mit Längen von 2.100 m und 300 m getestet. Die durchschnittlichen Ausgangsleistungen betrugen 13,2 W, 6,7 W bzw. 3 W, während die entsprechenden Spitzenleistungen 15,9 kW, 8 kW bzw. 3,6 kW betrugen.
Mit dem Aufkommen verlustarmer und auf sichtbares Licht ausgerichteter Hohlkernfasern haben Forscher nun Grund zu der Annahme, dass sie die Übertragungseffizienz deutlich verbessern und voraussichtlich eine Leistungsübertragung auf Kilometerebene erreichen werden.
Es ist erwähnenswert, dass trotz der hohen Energiedichte von 5,5J/cm2Innerhalb des Faserkerns konnten wir während der Experimente keine Anzeichen einer Faserschädigung beobachten. Darüber hinaus blieb die Strahlqualität in allen getesteten Längen auf einem hohen Niveau (M2 < 1,1), was für die Präzisionsmikrobearbeitung sowie für Langstreckenanwendungen von entscheidender Bedeutung ist.
Überwindung der nichtlinearen Einschränkungen fester Quarzfasern
Das Team erzielte erhebliche Fortschritte bei der Überwindung der nichtlinearen Einschränkungen fester Quarzfasern. Die nichtlinearen Einschränkungen fester Quarzfasern im sichtbaren Bereich werden aufgrund der reduzierten Kerngröße, die für den Singlemode-Betrieb erforderlich ist und typischerweise zu einer erheblichen Verbreiterung des Spektrums führt, zu einer besonderen Herausforderung.
Um die nichtlinearen Vorteile ihres HCF zu verifizieren, verglichen die Forscher es mit einem 15-Meter langen Abschnitt einer photonischen Kristallfaser (PCF) mit einem 10-Mikrometer Kern.
Mit dem gleichen Messaufbau stellten sie fest, dass der Verlust des HCF mit dem des PCF vergleichbar war, der 300-Meter lange HCF jedoch eine deutlich geringere spektrale Verbreiterung aufwies als der PCF, was deutlich die überlegene Leistung von Hohl- Kernfasern in Bezug auf Nichtlinearität.
