具有高穩(wěn)定性的多千瓦(kW)(≥3kW)級(jí)光纖激光器在許多應(yīng)用中意義重大，而摻Y(jié)b的光纖是這類(lèi)光纖激光器中的關(guān)鍵器件。在過(guò)去的幾十年里，光纖制造技術(shù)取得了令人難以置信的進(jìn)步，使得連續(xù)波（CW）光纖激光器的輸出功率成倍增長(zhǎng)。然而，隨著輸出功率的進(jìn)一步擴(kuò)大，光暗化（PD）被發(fā)現(xiàn)是多千瓦級(jí)輸出功率下激光器長(zhǎng)期可靠性的關(guān)鍵限制因素之一。PD效應(yīng)表現(xiàn)為泵浦引起的過(guò)剩損耗的演化過(guò)程，取決于泵浦功率和摻雜劑濃度。它可以歸結(jié)為從合作能量轉(zhuǎn)移過(guò)程中產(chǎn)生的顏色中心，而這個(gè)過(guò)程是從激發(fā)的Yb3+到光纖芯中的原子缺陷前體。協(xié)同摻雜Ce可以有力地提高Yb/Al協(xié)同摻雜光纖的PD電阻，盡管協(xié)同摻雜Ce實(shí)現(xiàn)PD電阻的機(jī)理至今仍未被很好地理解。
SHE Shengfei與中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的合作者一起，通過(guò)低溫螯合氣相沉積(LT-CGPD)技術(shù)制造了一種具有高激光穩(wěn)定性的30/600有源光纖，并將其命名為Yb/Ce-AS@LAS光纖，綜合評(píng)價(jià)了Ce在多千瓦級(jí)Yb摻雜光纖中的添加量。而最后，基于Ce共摻Y(jié)b/Al光纖，他們?cè)?,079.80nm處展示了優(yōu)異的結(jié)果。研究結(jié)果發(fā)表在《Journal of Lightwave Technology》上。
研究人員制造了梯度Ce濃度的串行共摻Y(jié)b/Al光纖，證明Ce的加入可以有效提高光纖的PD電阻。通過(guò)主振蕩器功率放大器(MOPA)的配置，他們成功實(shí)現(xiàn)了在1079.80nm波長(zhǎng)下輸出5.04kW的最高CW激光功率，斜率效率為81.1%。同時(shí)，大功率光纖放大器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性也得到了有效提高，說(shuō)明Ce添加對(duì)PD和附加熱負(fù)載的抑制作用。他們不僅打破了光纖激光器功率記錄，而且基于LT-CGPD技術(shù)制造的自制Yb/Ce共摻雜鋁硅酸鹽光纖，為更好的商用大功率光纖激光器鋪平了道路。注：以上內(nèi)容節(jié)選自科技報(bào)告與資訊，轉(zhuǎn)載在于分享更多行業(yè)信息。
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