В Китае достигнут значительный прогресс в области сердцевин волокон для мощных лазеров. 

Недавно сотрудники Лаборатории фотонных функциональных материалов и устройств при Сианьском институте оптики и точной механики (XIOPM) Китайской академии наук, в сотрудничестве с кафедрой точных приборов Университета Цинхуа, добились значительных успехов в области создания мощных волокон, легированных иттербием. Применив метод высокотемпературного газофазного осаждения для изготовления волоконных преформ с большим диаметром сердцевины, исследовательская группа успешно получила преформы с диаметром сердцевины, превышающим 6 мм, и разработала иттербий-легированное волокно на основе системы Al-P-Si (Yb-APS), отличающееся радиально-градиентным распределением ионов усиления в объеме сердцевины.

Посредством процесса, включающего многократное послойное осаждение тонких слоев, команда обеспечила синергетическое управление распределением ионов усиления и ионов солегирования, тем самым достигнув точного контроля над профилем показателя преломления. Используя конструкцию с радиально-градиентным легированием, исследователи существенно снизили накопление тепла в центре сердцевины, эффективно сбалансировав эффективность поглощения накачки с распределением тепловой нагрузки. Кроме того, благодаря процедурам межслоевой компенсации и гомогенизации, реализованным посредством многокомпонентного солегирования, удалось точно отрегулировать локальное координационное окружение и обеспечить высокую однородность распределения ионов иттербия. Это позволило успешно изготовить волокно с большой площадью моды (размерность 48/400 мкм), отличающееся низкими оптическими потерями, высокой устойчивостью к воздействию мощного лазерного излучения и высокой концентрацией легирующего иттербия. Результаты испытаний продемонстрировали, что система типа «задающий генератор — усилитель мощности» (MOPA) с каскадной накачкой, построенная на базе этого волокна, обеспечила выходную лазерную мощность 20,38 кВт при подаче мощности накачки 23,03 кВт на длине волны 1018 нм. После вычета мощности остаточной накачки расчетная дифференциальная эффективность достигла впечатляющего значения 87,1% — на данный момент это самый высокий показатель эффективности, публично заявленный в Китае для систем, работающих на таком уровне мощности. При достижении максимальной выходной мощности не было зафиксировано характерных пиков, связанных с вынужденным рамановским рассеянием (SRS), а коэффициент подавления рамановского рассеяния составил 36,4 дБ.