Nesen pētnieku grupa no Kosmosa un astronautikas lāzertehnoloģiju un sistēmu departamenta, Šanhajas Optikas un precīzijas tehnikas institūta (SIPM), Ķīnas Zinātņu akadēmijas (CAS) un Van Džidzjanas lāzeru inovāciju centra (WZLIC) ir guvusi panākumus staru kūļa kvalitātes prognozēšana lieljaudas ar tūlija leģētiem šķiedru lāzeriem un kodolsintēzes savienošanas kvalitātes uzlabošana. Saistītie pētījumu rezultāti ir apkopoti kā "Sijas kvalitātes prognozēšana ar Tm leģētu šķiedru sistēmu, pamatojoties uz galīgās atšķirības staru izplatīšanās metodi" un "Pjedestāla šķiedru lāzera ietekme". "Pjedestāla šķiedru savienojuma ietekme uz Tm leģēta šķiedru lāzera veiktspēju" tika publicēti attiecīgi Physica Scripta un IEEE Photonics Journal.
Lieljaudas ar tūlija leģētiem šķiedru lāzeriem (TDFL) ar viļņu garumu diapazonā no 1900 līdz 2100 nm ir plašas pielietojuma perspektīvas biomedicīnas, plastmasas apstrādes, LIDAR, absorbcijas spektroskopijas diagnostikas un vidēja infrasarkanā lāzera sūknēšanas avotu jomā. Pie lielas jaudas termiskā nogulsnēšanās kvantu zuduma dēļ izraisa nopietnākas termiski izraisītas refrakcijas indeksa izmaiņas aktīvās šķiedras iekšpusē, tādējādi ietekmējot izejas staru kūļa kvalitāti. Kā līdzsvarot daudzos lieljaudas ar tūliju leģētu šķiedru lāzeru konstrukcijas parametrus, prognozēt un uzlabot lāzera izvades veiktspēju un sasniegt augstu staru kūļa kvalitāti, ir steidzama problēma.
Šajā darbā aktīvām šķiedrām ar sarežģītiem refrakcijas rādītājiem un dažādiem lieces rādiusiem pētnieki simulēja staru pārnešanu lāzera iekšpusē ar noteiktiem parametriem, izmantojot galīgo atšķirību staru transportēšanas metodi (FD-BPM), un sniedza staru kūļa kvalitāti. lāzers, pamatojoties uz galīgās izvades vietas profila prognozēšanu. Salīdzinot dažādu lāzera jaudu staru kūļa kvalitātes skaitlisko aprēķinu rezultātus ar tipiskiem eksperimentālo pētījumu rezultātiem, atklājas, ka prognozēto rezultātu novirze no eksperimenta rezultātiem ir mazāka par 10%, tādējādi pārbaudot izveidotā staru kūļa kvalitātes prognozēšanas modeļa precizitāti.
Tikmēr, izmantojot skaitlisku simulāciju un eksperimentālu izpēti, pētnieki padziļināti analizēja ar tūliju leģētu šķiedru ar bāzi saplūšanas savienojuma kvalitātes ietekmi uz lāzera izvades veiktspēju un saprata 1940 nm tūlija izvades augsto veiktspēju un stabilitāti. leģēts šķiedru lāzers ar jaudu 202 W, simulējot kodolsintēzes savienošanas parametru un optimizējot saplūšanas procesu: optiskās-optiskās konversijas efektivitāte tika palielināta no 39,6% līdz 48,4%, un staru kūļa kvalitāte tika palielināta no M2x =10.55, M2g=11.89 līdz M2x=2.17, M2g=2.26. Šis pētījums sniedz teorētiskas norādes lieljaudas, augstas gaismas kvalitātes TDFL projektēšanai.
