Baru-baru ini, tim peneliti dari Laboratorium Teknologi Unit Laser Daya Tinggi Institut Optik dan Mesin Presisi Shanghai (SIPM) dari Akademi Ilmu Pengetahuan China (CAS) telah menyiapkan serat kuarsa yang didoping ytterbium konsentrasi tinggi dengan menggunakan deposisi uap kimia yang ditingkatkan (MCVD) yang dikombinasikan dengan proses doping fase cair, dan membuat laser serat rongga ultrapendek dengan serat tersebut, yang menghasilkan keluaran laser berfrekuensi tunggal dan frekuensi tinggi yang terkunci pada pita 1-µm, masing-masing. Hasilnya disajikan sebagai "Serat silika terdoping Yb/Al/P/Ce dengan konsentrasi ytterbium tinggi untuk aplikasi laser serat rongga ultra-pendek 1-μm". Serat silika kodoping Yb/Al/P/Ce dengan konsentrasi ytterbium tinggi untuk aplikasi laser serat rongga ultra-pendek 1-μm" dipublikasikan di Optics Express.
Laser serat terkunci mode frekuensi tunggal dan frekuensi tinggi berperforma tinggi memerlukan serat yang didoping ytterbium dengan koefisien penguatan tinggi, efisiensi konversi tinggi, dan penggelapan foton rendah. Karena rendahnya disolusi ion tanah jarang dalam matriks kuarsa, efek pengelompokan ion tanah jarang yang disebabkan oleh konsentrasi doping yang tinggi akan sangat mempengaruhi kinerja laser serat. Tim peneliti menyiapkan serat kuarsa co-doped Yb/Al/P/Ce dengan mengoptimalkan komponen inti, dimana konsentrasi doping ion Yb adalah 2,5% berat, dan koefisien serapan inti mencapai 1400 dB/m pada 976 nm.
Gambar 1. Karakteristik serat kuarsa Yb/Al/P/Ce yang didoping tinggi. a) sebaran indeks bias, b) sebaran unsur doping, c) spektrum kehilangan inti, dan d) spektrum serapan inti.
Untuk mengkarakterisasi kinerja laser dari serat konsentrasi tinggi yang dikembangkan sendiri dalam skenario aplikasi praktis, para peneliti menggunakan serat tersebut untuk membangun dua rongga resonansi ultrapendek dengan struktur semua serat untuk eksperimen laser. Pertama, rongga laser Distributed Bragg Reflection (DBR) dibuat menggunakan serat doping ytterbium berukuran 1-cm, dan output laser mode longitudinal tunggal dengan daya 75 mW dan lebar garis 14 kHz berhasil dicapai. Selanjutnya, laser serat terkunci mode pasif berdasarkan cermin penyerap saturable semikonduktor (SESAM) dibuat dengan panjang serat penguatan 8,4 cm, dan keluaran laser berdenyut dengan frekuensi pengulangan 1,23 GHz dan lebar pulsa 6,4 ps. tercapai. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pembuatan serat kuarsa doping ytterbium konsentrasi tinggi dengan kinerja laser yang sangat baik, diharapkan dapat diterapkan pada penginderaan serat presisi tinggi, sisir frekuensi optik, dan bidang penelitian dan pengembangan laser serat kinerja tinggi lainnya.
