Pred kratkim je raziskovalna skupina z Oddelka za vesoljsko in astronavtično lasersko tehnologijo in sisteme, Šanghajskega inštituta za optiko in precizne stroje (SIPM), Kitajske akademije znanosti (CAS) in Wang Zhijiang Laser Innovation Center (WZLIC) napredovala pri napoved kakovosti žarka za visoko zmogljive laserje z vlakni, dopiranimi s tulijem, in izboljšanje kakovosti fuzijskega lepljenja. Povezani rezultati raziskav so povzeti kot "Napoved kakovosti žarka za sistem vlaken, dopiran s Tm, ki temelji na metodi širjenja žarka s končno razliko" in "Vpliv laserja s podstavnimi vlakni". V Physica Scripta in IEEE Photonics Journal so bili objavljeni "Vpliv spoja vlaken na podstavku na delovanje laserja z vlakni, dopiranimi s Tm".
Visokozmogljivi laserji z vlakni, dopiranimi s tulijem (TDFL) z valovno dolžino v območju 1900~2100 nm, imajo široke možnosti uporabe na področjih biomedicine, predelave plastike, LIDAR, diagnostike absorpcijske spektroskopije in laserskih črpalnih virov srednjega infrardečega spektra. Pri veliki moči toplotno nanašanje zaradi kvantne izgube povzroči resnejše toplotno povzročene spremembe lomnega količnika znotraj aktivnega vlakna, kar vpliva na kakovost izhodnega žarka. Kako uravnotežiti številne konstrukcijske parametre visokozmogljivih laserjev z vlakni, dopiranimi s tulijem, predvideti in izboljšati izhodno zmogljivost laserja ter doseči visoko kakovost žarka je nujen problem.
V tem delu so raziskovalci za aktivna vlakna s kompleksnimi lomnimi količniki in različnimi radiji upogiba simulirali transport žarka znotraj laserja z danimi parametri z metodo transporta žarka s končno razliko (FD-BPM) in podali kakovost izhodnega žarka laser na podlagi napovedi profila končne izhodne točke. Primerjava rezultatov numeričnega izračuna kakovosti žarka za različne moči laserja s tipičnimi rezultati eksperimentalne študije razkrije, da je odstopanje napovedanih rezultatov od eksperimentalnih rezultatov manjše od 10 %, s čimer se preveri točnost vzpostavljenega modela napovedovanja kakovosti žarka.
Medtem so raziskovalci z numerično simulacijo in eksperimentalnim raziskovanjem temeljito analizirali vpliv kakovosti fuzijskega spoja vlaken, dopiranih s tulijem, na izhodno zmogljivost laserja in spoznali visoko zmogljiv in stabilen izhod 1940 nm tulijevega laserja. laser z dopiranimi vlakni z močjo 202 W s simulacijo parametra fuzijskega spajanja in optimizacijo procesa fuzijskega spajanja: učinkovitost pretvorbe optično-optičnega je bila povečana z 39,6 % na 48,4 %, kakovost žarka pa z M2x =10.55, M2y=11.89 do M2x=2.17, M2y=2.26. Ta študija zagotavlja teoretične smernice za načrtovanje visokozmogljivih TDFL-jev z visokim snopom.
