Мощные волоконные лазеры становятся новаторской технологией

Схема подавления вынужденного рассеяния Бриллюэна (SBS) и фокусировки на выходе. Пространственный волновой фронт узкополосного лазерного луча формируется пространственным модулятором света и возбуждает множество мод в многомодовом волокне (MMF). По сравнению с одномодовым волокном и одномодовым возбуждением в той же ММФ пороговая мощность SBS значительно увеличена. Выше порогового значения SBS вызывает быстрое увеличение мощности обратно рассеянного света Стокса с входной мощностью, одновременно насыщая мощность света проходящего сигнала. Формирование входного волнового фронта модулирует относительные фазы мод волокна таким образом, что их интерференция создает ограниченное дифракцией пятно вблизи выхода волокна, которое может быть коллимировано линзой.

Ученые-оптики нашли новый способ значительно увеличить мощность волоконных лазеров при сохранении качества их луча, что делает их в будущем ключевой защитной технологией от недорогих дронов и для использования в других приложениях, таких как дистанционное зондирование.

Исследователи из Университета Южной Австралии, Университета Аделаиды и Йельского университета продемонстрировали потенциальное использование многомодового оптического волокна для увеличения мощности волоконных лазеров в три-девять раз, но без ухудшения качества луча, чтобы он мог фокусироваться на удаленных целях.

Соавтор исследования доктор Лин Нгуен, исследователь из Института индустрий будущего UniSA, говорит, что новый подход позволит отрасли продолжать выжимать чрезвычайно высокую мощность из волоконных лазеров, сделать их более полезными для оборонной промышленности, а также для приложений дистанционного зондирования и обнаружения гравитационных волн.

«Мощные волоконные лазеры жизненно важны в производстве и обороне, и становятся все более важными с распространением дешевых беспилотных летательных аппаратов (дронов) на современных полях сражений», — говорит доктор Нгуен.

«Рой дешевых беспилотников может быстро истощить ракетный ресурс, оставив военные активы и транспортные средства с истощенной огневой мощью для более критически важных боевых задач. Мощные волоконные лазеры с их чрезвычайно низкой стоимостью выстрела и скоростью света являются единственным возможным защитным решением в долгосрочной перспективе.

«Это известно как асимметричное преимущество: более дешевый подход может победить более дорогую, высокотехнологичную систему, играя с большим числом».

Обеспечивая асимметричное преимущество, этот передовой потенциал может обеспечить сильный сдерживающий эффект, что хорошо согласуется с целями Оборонного стратегического обзора.

Доктор Ори Хендерсон-Сапир, исследователь проекта в Институте фотоники и передового зондирования Университета Австралии, говорит, что Австралия имеет долгую историю разработки инновационных волоконно-оптических технологий.