垂直スタックダイオードレーザーレーザー技術の分野で明確な傾向がある場合、それはファイバーレーザーの台頭です。高出力の切断および溶接アプリケーションでは、ファイバーレーザーは高出力CO2レーザーおよび固体レーザーからのものであり、多くの市場シェアを獲得しています。現在、一部の主流のファイバーレーザーメーカーは、より多くの市場の需要を満たすために多くの新しいアプリケーションを模索しています。
高出力ファイバーレーザーでは、シングルモードシステムは満足のいく特性を備えています。高輝度で、数ミクロンから最高の強度まで集束できます。また、最大の焦点深度である垂直スタックダイオードレーザーを備えているため、リモート加工に最適です。
シングルモード高出力ファイバーレーザーの課題は何ですか？これらの課題は、3つの主要な領域に分けることができます。a）ポンピングの改善、b）光損失が低く、シングルモード動作でのみ動作するアクティブファイバの設計、c）結果として生じる放射の正確な測定。この論文では、課題a）は、高輝度レーザーダイオードと適切な結合技術である垂直スタックダイオードレーザーによって解決できると想定しているため、他の2つの課題領域に焦点を当てます。
高出力シングルモード動作用のアクティブファイバ設計である垂直スタックダイオードレーザーには、最適化する2つの一般的なパラメータがあります。ドーピングと形状です。最小の損失、シングルモード動作、および最終的な高出力増幅を実現するには、すべてのパラメータを決定する必要があります。完璧なファイバー増幅器は、利用可能なポンプパワーによってのみ制限される高い変換率、完璧なビーム品質、および出力パワーの90％以上を提供します。
ただし、シングルモードシステムをより高い電力に持ち上げると、アクティブコア内の電力密度が高くなり、熱負荷が増加し、誘導ラマン散乱（SRS）や刺激ブリルアン散乱（SBS）などの多くの非線形光学効果が発生する可能性があります。 。
最も印象的なのは、イッテルビウムをドープした石英ファイバーの典型的な効果であり、ファイバーレーザーが今日ほど純粋ではない初期の頃にはよく知られており、これが走光性です。このプロセスでは、レーザー材料、欠陥中心、または色中心の相互作用により、垂直スタックダイオードレーザーが材料内に形成されます。この効果は寄生的です。ポンプの光子を熱に変換するため、倍率が低くなり、熱負荷が増加します。