Un grupo de investigación liderado por el profesor Fu Yuxi, del Instituto de Óptica y Mecánica de Precisión de Xi’an, de la Academia China de Ciencias, ha desarrollado el primer láser de disco delgado de fluoruro de litio yitrio dopado con holmio (Ho:YLF) que opera a temperatura ambiente. Este avance, publicado en la revista Optics Express, promete revolucionar el campo de los láseres al ofrecer un rendimiento de alta eficiencia y calidad en la salida de láser de onda continua.
Las ventajas de los láseres de 2 µm
Los láseres que operan en el rango espectral de 2 µm son altamente valorados por su seguridad ocular, alta absorción de agua y bajo atenuación atmosférica. Sin embargo, los láseres convencionales en este rango suelen requerir refrigeración criogénica para controlar los efectos térmicos, lo que añade complejidad y costo a los sistemas, limitando su uso en plataformas compactas y móviles. Por ello, el desarrollo de láseres de alta potencia que operen a temperatura ambiente se ha convertido en un objetivo crucial en la investigación.
En este estudio, los investigadores han ideado una nueva estructura de disco delgado compuesta a partir de Ho:YLF. Al unir un cristal de Ho:YLF dopado al 2% con una capa cap de YLF no dopada, se ha mejorado significativamente la robustez mecánica del cristal y se han suprimido de manera efectiva los efectos de emisión espontánea amplificada, lo que ha generado una mayor estabilidad en la salida del láser.
Además, se ha optimizado el sistema de bombeo óptico mediante la implementación de una configuración de múltiples pasadas con 12 ciclos de bombeo, combinada con una estrategia de gestión térmica eficiente. Este enfoque no solo garantiza una salida de alta potencia, sino que también minimiza los efectos de lente térmica, resultando en una calidad de haz superior.
Los resultados experimentales mostraron que, al ser bombeado por un láser de fibra dopado con Tm a 1,940 nm y un diámetro de punto de bombeo de 1.8 mm, el láser alcanzó una potencia de salida máxima de 26.5 W, con una eficiencia óptica del 38.1% y una eficiencia de pendiente del 42.0%. La calidad del haz estuvo casi al límite de difracción, y la desviación estándar relativa de la estabilidad de potencia fue de solo 0.35%.
El profesor Fu destacó que «este trabajo allana el camino para láseres de 2 µm compactos y rentables de alta potencia, con el potencial de escalar hasta el nivel de 100 W, impulsando avances en la ciencia de láseres ultrarrápidos. También ofrece un enfoque novedoso para el desarrollo de sistemas láser infrarrojos de alta potencia y portátiles».
Más información:
Bingying Lei et al, Near diffraction-limited in-band pumped Ho:YLF composite thin disk laser at 2 μm, Optics Express (2025). DOI: 10.1364/OE.553246
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
