Optics Expressに掲載された研究では、中国科学アカデミーのXi'an Optics and Precision Mechanics（XIOPM）のYuxi Fu教授が率いる研究チームが初めて開発されました。出力。
2µmのスペクトル範囲で動作するレーザーは、目の安全性、高い吸水性、および低気温減衰について高く評価されています。通常、従来の2µmレーザーは、熱効果を制御するために極低温冷却を必要とします。これにより、システムの複雑さとコストが増加し、コンパクト、スペースが制約された、モバイルプラットフォームでアプリケーションを制限します。したがって、高出力の室温2µmレーザーの開発は、重要な研究方向になりました。
表1：2μm領域の薄diskレーザーの概要。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
この研究では、研究者はHO：YLFに基づいた新しい複合薄薄剤構造を開発しました。 2を組み合わせることにより。 ％ドープされたHO：YLFクリスタルが非視線YLFキャッピング層を備えたYLFクリスタル、結晶の機械的堅牢性が大幅に改善されましたが、自然発光の増幅効果は効果的に抑制され、それによってレーザー出力の安定性が向上しました。
図1：HO：YLF複合薄いディスククリスタルの概略図。 （a）HO：YLF複合薄いディスクの3D概略図。 （b）HOの写真：YLF複合薄いディスク溶接されたSICヒートシンクに溶接されています。 （c）HOの断面図：ポンプ光の伝播方向に沿ったYLF複合薄いディスク。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
さらに、研究者は、12ポンプサイクルを備えたマルチチャネル構成と効率的な熱管理戦略を組み合わせた光学ポンプシステムを最適化しました。このアプローチは、高出力を保証するだけでなく、熱レンズを最小限に抑えるため、ビーム品質が優れています。
図2：HO：YLF Thin Diskレーザーの概略図。 （a）12-ウェイポンプモジュールに基づく薄いディスクレーザーの3D回路図。 （b）水冷ヒートシンクを備えた複合薄いディスクレーザーヘッドを示す実験セットアップの図。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang、et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
実験結果は、直径1.8mmの194 0 nm Thuliumドープ繊維レーザーによってレーザーが汲み上げられると、ピーク出力出力が26.5Wに達し、光学効率は38.1％、勾配効率は42。{11}}％に達することを示しています。ビーム品質はほぼ回折制限されており、電力安定性の相対標準偏差はわずか0.35％です。
図3：室温での2つのドープHO：YLF結晶の2の吸収および放出断面。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
図4。HO：3％透過率OCを使用して測定されたYLFシンディスクレーザー出力電力。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang、et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
図5：（a）スリウムドープ繊維レーザーポンプの室温スペクトルと（b）CW排出。破線は、HO：YLF結晶の吸収と放射断面を示しています。各スペクトルは、5つの測定の平均を表します。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
図6：出力ビーム品質。 （a）26w出力ビーム品質のM2測定。 （b）異なる距離でのビームプロファイル（l=-200 mm、0 mm、100mm、および300mm）。出典：Bingying Lei、Liyi Zhang、Sen Yang、et al。、2μm、Optics Express（2025）の2μmのYLFコンポジット薄いディスクレーザー
Fu教授は次のように述べています。「この作業は、超高速レーザー科学を進める可能性があるコンパクトで費用対効果の高い高出力2µmレーザーの開発への道を開きます。また、高力と携帯性の赤外線レーザーシステムを開発するための新しいアプローチを提供します。」
