Недавно је истраживачки тим из Одељења за свемирску и астронаутичку ласерску технологију и системе, Шангајског института за оптику и прецизне машине (СИПМ), Кинеске академије наука (ЦАС) и центра за ласерске иновације Ванг Зхијианг (ВЗЛИЦ), постигао напредак у предвиђање квалитета снопа за ласере са влакнима допиране тумијумом велике снаге и побољшање квалитета спајања фузије. Сродни резултати истраживања сумирани су као „Предвиђање квалитета снопа за Тм-допирани систем влакана засновано на методи простирања снопа коначних разлика” и „Утицај ласера са влакнима на постољу”. „Утицај спајања влакана на постољу на перформансе ласера са влакнима допираног Тм“ објављени су у Пхисица Сцрипта и ИЕЕЕ Пхотоницс Јоурнал, респективно.
Ласери са влакнима допираним тулијем велике снаге (ТДФЛ) са таласним дужинама у опсегу од 1900 ~ 2100 нм имају широке изгледе за примену у областима биомедицине, обраде пластике, ЛИДАР-а, дијагностике апсорпционе спектроскопије и извора ласерског пумпања средњег инфрацрвеног зрачења. При великој снази, термичко таложење услед квантног губитка изазива озбиљније промене индекса преламања индукованих топлотом унутар активног влакна, што утиче на квалитет излазног зрака. Хитан је проблем како избалансирати многе параметре дизајна ласера са влакнима допираним тулијем велике снаге, предвидети и побољшати излазне перформансе ласера и постићи висок квалитет зрака.
У овом раду, за активна влакна са сложеним индексима преламања и различитим радијусима савијања, истраживачи су симулирали транспорт зрака унутар ласера са задатим параметрима методом транспорта снопа коначних разлика (ФД-БПМ) и дали квалитет излазног снопа. ласер на основу предвиђања профила крајње излазне тачке. Поређење резултата нумеричког прорачуна квалитета зрака за различите снаге ласера са типичним резултатима експерименталних студија открива да је одступање предвиђених резултата од експерименталних резултата мање од 10%, чиме се потврђује тачност утврђеног модела предвиђања квалитета зрака.
У међувремену, кроз нумеричку симулацију и експериментално истраживање, истраживачи су дубоко анализирали утицај фузионог квалитета спајања влакана допираног тулијуом са базом на излазне перформансе ласера и схватили да су високе перформансе и стабилни излаз тулијума од 1940 нм. допирани фибер ласер снаге 202 В кроз симулацију параметра фузионог спајања и оптимизацију процеса спајања фузије: ефикасност оптичке конверзије је повећана са 39,6% на 48,4%, а квалитет зрака је повећан са М2к =10.55, М2и=11.89 до М2к=2.17, М2и=2.26. Ова студија пружа теоријске смернице за пројектовање ТДФЛ-ова велике снаге и високог квалитета снопа.
