Transmisi laser dalam serat{0}}inti padat kesulitan mempertahankan kualitas sinar tinggi dan daya tinggi secara bersamaan, sehingga sangat membatasi aplikasi industrinya. Baru-baru ini, tim peneliti dari Nanhu Light Laboratory di National University of Defense Technology, bekerja sama dengan institusi terkait, mencapai transmisi-serat semua-yang efisien dan stabil pertama kali dari laser-berkekuatan tinggi 2kW pada jarak-sangat jauh 2,45 kilometer menggunakan serat-inti berongga. Terobosan ini menandai transisi transmisi energi-berkekuatan tinggi,-jarak jauh melalui serat inti berongga-dari eksplorasi teoritis ke aplikasi teknik praktis.
Dalam beberapa tahun terakhir, permintaan akan transmisi-laser berdaya tinggi-jarak jauh yang fleksibel telah meningkat secara signifikan. Namun, serat-inti padat tradisional hanya dapat menyalurkan daya 5kW dalam jarak 20 meter, dan jarak transmisi menurun menjadi hanya 3 meter pada 8kW-jauh di bawah persyaratan industri. Dibandingkan dengan serat inti padat, serat inti berongga menawarkan keunggulan seperti latensi rendah, kehilangan rendah, dan koefisien nonlinier rendah. Namun, sistem transmisi laser berdaya tinggi yang menggunakan serat inti berongga terutama bergantung pada komponen optik seperti lensa, sehingga rentan terhadap pengaruh lingkungan dan mengakibatkan stabilitas yang buruk. Oleh karena itu, mengembangkan teknologi yang digabungkan sepenuhnya dengan serat adalah jalur utama untuk membangun sistem laser serat inti berongga yang stabil, kompak, dan praktis.
Shi Jing, penulis pertama makalah ini, menjelaskan bahwa untuk mencapai sistem "semua-serat" yang benar-benar stabil dan efisien, tim merancang lima-tabung ganda-serat inti anti-berongga-bersarang dengan mode-pencocokan medan ke serat inti-padat. Melalui pengoptimalan simulasi, mereka menentukan parameter struktural yang optimal dan berhasil menarik serat inti berongga-dengan kerugian{10}}yang sangat rendah. Tim ini mengatasi tantangan dalam penyambungan fusi dengan kerugian rendah antara serat inti kuarsa dan berongga, pencocokan bidang mode, dan teknologi pembatasan ujung serat berdaya tinggi. Mereka mencapai transmisi laser-jarak{19}}berkekuatan tinggi pertama di dunia melalui struktur inti-serat berongga-sehingga mempertahankan-difraksi-kualitas sinar terbatas. Baik daya yang ditransmisikan maupun jaraknya mewakili tingkat tertinggi secara internasional.
“Meskipun jarak transmisi 2,45 kilometer dibatasi oleh panjang serat yang tersedia saat ini, teknologi yang dikembangkan membuka jalan bagi transmisi laser yang efisien di masa depan pada jarak yang lebih jauh,” kata Shi Jing.
Penulis koresponden Chen Zilun mencatat bahwa dibandingkan dengan serat-inti padat tradisional, serat inti-berrongga-kerugian ultra-kerugian rendah-memperpanjang jarak transmisi fleksibel yang efektif sebanyak dua kali lipat. Terobosan ini memberikan dukungan teknis untuk aplikasi teknik transmisi laser fleksibel-jarak jauh di lingkungan industri, dengan potensi luas di berbagai bidang. Misalnya, dalam pemrosesan industri, transmisi laser fleksibel jarak jauh dapat meningkatkan jarak antara operator dan zona kerja berbahaya, sehingga meningkatkan keselamatan operasional secara signifikan. Dalam penelitian ilmiah, serat inti berongga dapat menangkap dan mempercepat partikel melalui tekanan radiasi, sehingga memungkinkan pengembangan "sensor partikel terbang" baru yang beroperasi pada dimensi skala-kilometer.
"Meskipun biaya-serat inti berongga saat ini melebihi biaya serat konvensional, hal ini terutama berasal dari fase industrialisasi yang baru lahir, ditandai dengan proses manufaktur yang kompleks dan ruang untuk peningkatan hasil. Seiring dengan semakin matangnya teknologi, skala produksi meningkat, dan rantai industri-hilir hulu berkembang secara sinergis, biaya-serat inti berongga diperkirakan akan memasuki lintasan penurunan yang berkelanjutan, sehingga membuka jalan bagi-penerapan skala besar dalam-aplikasi tertentu yang bernilai-tinggi." Chen Zilun menyatakan bahwa tim peneliti akan lebih mengoptimalkan struktur serat, meningkatkan efisiensi kopling, meningkatkan daya dan jarak transmisi, serta mengeksplorasi skenario aplikasi yang lebih luas.
