Một nhóm nghiên cứu từ Khoa Hệ thống và Công nghệ Laser Vũ trụ và Du hành vũ trụ tại Viện Quang học và Máy chính xác Thượng Hải (SIPM) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) gần đây lần đầu tiên đã báo cáo tỷ lệ lặp lại thấp, hoàn toàn sai lệch- bảo toàn laser sợi quang chín khoang ở dải bước sóng 915 nm. Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên Optics Express với tiêu đề "Laser cực nhanh hình 915 nm tốc độ lặp lại thấp-9 với cấu trúc toàn sợi".
Laser có bước sóng gần 900 nm được ưa chuộng trong lĩnh vực đo quang học vì độ phản hồi cao của chúng đối với các máy dò dựa trên silicon. Laser sợi quang tần số nặng ở bước sóng này có thể làm giảm hiệu quả hiện tượng mờ khoảng cách trong phạm vi thời gian bay (TOF), đồng thời có các đặc tính về chất lượng chùm tia tốt, cấu trúc nhỏ gọn và độ ổn định lâu dài. có thể được sử dụng như một nguồn sáng lý tưởng cho việc thăm dò không gian. Tuy nhiên, do sự phân tán mạnh và hiệu ứng phi tuyến của sợi đơn mode, laser khó đạt được hoạt động xung đơn trong khoang sợi dài. Do đó, tần số lặp lại của laser sợi quang khóa chế độ thông thường thường bị giới hạn ở mức hàng chục đến hàng trăm MHz.
Hình 1. Thiết lập thử nghiệm laser sợi quang chín khoang bảo toàn sai lệch tần số thấp lặp lại hoàn toàn ở bước sóng 915 nm
Để giải quyết các vấn đề trên, các nhà nghiên cứu đã đề xuất một loại laser sợi quang chín khoang bảo toàn sai lệch tần số thấp lặp lại hoàn toàn với bước sóng trung tâm là 915 nm. Bằng cách thiết kế và tối ưu hóa cấu trúc laser, người ta đã đạt được đầu ra xung đơn năng lượng cao ở tần số nặng thấp. Hạt giống được tối ưu hóa được khuếch đại theo một giai đoạn và thu được đầu ra xung có độ rộng xung là 15,2 ps và năng lượng xung đơn là 4,7 nJ ở tần số lặp lại là 3,1 MHz. Hiệu suất khóa chế độ của laser đã được xác nhận bằng các thử nghiệm độ ổn định quang phổ và công suất kéo dài. Laser sợi quang nhỏ gọn và đáng tin cậy lâu dài này là nguồn sáng đầy hứa hẹn cho phạm vi laser không gian trong tương lai.
Hình 2. Kiểm tra độ ổn định dài hạn của công suất đầu ra, đặc tính phổ và đầu ra xung trong miền tần số và thời gian.
