En el Instituto de Física Aplicada A.V. Gaponov-Grejov de la Academia de Ciencias de Rusia se propuso un concepto innovador de amplificador de iterbio de varilla de haz divergente, que proporciona simultáneamente una alta potencia de radiación máxima y media. Este desarrollo puede competir seriamente con los láseres de losa y disco predominantes en el mercado gracias a su simplicidad y eficiencia.
El concepto de amplificador de iterbio de varilla desarrollado en el IPF RAS ofrece una solución para lograr una alta potencia media y una gran energía de pulso. Se basa en el uso de un elemento activo de varilla en forma de cono truncado, donde la radiación de bombeo y láser se propaga desde el extremo más pequeño al más grande, lo que conduce a un aumento en el tamaño de los haces a medida que se propagan.
En la parte estrecha de la varilla se lleva a cabo una amplificación eficaz de la señal gracias a la alta intensidad de bombeo y a la buena refrigeración. La parte ancha de la varilla está diseñada para extraer impulsos de gran energía sin riesgo de ruptura del extremo de salida.
El problema clave que encontramos al implementar este concepto fueron los factores que impiden el aumento del tamaño del haz durante la amplificación, entre los que se encuentran la lente térmica, la no uniformidad transversal del coeficiente de amplificación y el autoenfoque no lineal. Los cálculos mostraron que para compensar la influencia de estos factores es necesario aumentar sustancialmente la divergencia inicial del haz amplificado. Al mismo tiempo, la única forma posible de lograr la divergencia requerida es dar al extremo de entrada del elemento activo una forma esférica cóncava, que comenzó a desempeñar el papel de una lente de dispersión.
Gracias a la aplicación de este concepto, se logró triplicar la energía de salida de los impulsos, manteniendo una alta potencia media, eficiencia de amplificación y calidad del haz. Los parámetros alcanzados hasta la fecha son récord para los láseres de iterbio de varilla, y una mayor optimización permitirá mejorarlos.
Este trabajo ampliará significativamente las capacidades de los láseres de iterbio de varilla, lo que les permitirá competir seriamente con los láseres de losa y disco dominantes en el mercado, gracias a su simplicidad y eficiencia.
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