Braggovská vlákna pro přenos vysokých energií laserů

Poskytovatel: Grantová agentura ČR

Řešitel: Ing. Vlastimil Matějec, CSc.

Členi: Ing. Jan Aubrecht, Ph.D.; Ing. Ivo Bartoň; Dr. Ing. Ivan Kašík; Ing. Jan Mrázek, Ph.D.; Ing. Ondřej Podrazký, Ph.D.

Od: 2012-01-01

Do: 2015-12-31

Cílem projektu je návrh, příprava a charakterizace braggovských vláken se vzduchovým jádrem pro přenos vysokých energií laserového záření ve spektrální oblasti kolem 1060 nm a pro generaci a přenos laserového záření v oblasti kolem 1550 nm. Taková vlákna reprezentují alternativu vláken s vnitřní kovovou odrazovou vrstvou používaných v medicině pro přenos záření laserů. U vláken zkoumaných v tomto projektu bude pro přenos záření v oblasti 1060 nm využíván fotonický zakázaný pás braggovských vláken. Na 1550 nm budou ztráty záření z jádra do multivrstvého obalu kompenzovány z optického zisku získaného na iontech erbia čerpaných přes ionty ytterbia.
V prvních dvou letech řešení projektu byly navrženy struktury braggovských vláken sestávající ze tří párů vysoko- a nízkoindexových vrstev s kontrastem indexu lomu do 0.04. Metodou chemické depozice z plynné faze(MCVD) byly z křemenného skla dopovaného oxidem germaničitým připraveny preformy a z nich vytaženy tři typy braggovských vláken ( viz foto na Obr. 1)

Obr. 1. Průřezy připravených braggovských vláken; A- vlákno s křemenným jádrem (ɸ~26µm), B-vlákno s malým vzduchovým jádrem (ɸ~5µm), C-vlákno s velkým vzduchovým jádrem (ɸ~72µm).

Vlákna byla charakterizována při 1064 nm měřením transmittance a útlumu, byla měřena jejichcitlivost k ohybům a pomocí CCD kamery profily výstupního .svazku z vlákna ve vzdáleném poli. Byly rovněž testovány jejich vlastnosti pro přenos energie pulsního Nd:YAG laseru při 1064 nm. Příklady naměřených výsledků jsou uvedeny v Tab. 1. 

Tab. 1 : Naměřené charakteristiky připravených braggovských vláken při 1064 nm

Dosud získané výsledky projektu ukazují, že připravená vlákna lze použít v délkách desítek metrů pro přenos energie vysokovýkonových pulsních laserů.

Reference:

• V. Matějec, I. Kašík, O. Podrazký, J.Aubrecht, M. Frank, M. Jelínek, V. Kubeček, Preparation and characterization of Bragg fibers with air cores for transfer of laser radiation, Int. Conf. SPIE Optics Optoelectronics,April 15-17, 2013, Prague, Proc. SPIE 8775-Micro-structured and Specialty Optical Fibres II, Eds. K. Kalli, J. Kanka, A.Mendez pp. 877508-1 – 877508-11 (2013)