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High-Efficiency Distortion-Free Delivery of 3 kW Continuous-Wave Laser Using Low-Loss Multi-Mode Nested Hollow-Core Anti-Resonant Fiber

材料科学 光学 传输(电信) 多模光纤 芯(光纤) 激光器 失真(音乐) 光纤激光器 单模光纤 功率(物理) 光电子学 波长 光纤 物理 电信 放大器 计算机科学 CMOS芯片 量子力学
作者
Jingyuan Yao,X Zhang,Biao Li,Beibei Wang,Dongchen Jin,Yunfeng Duan,Juyun Zhao,Pu Wang
出处
期刊:Journal of Lightwave Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:42 (16): 5710-5716 被引量:1
标识
DOI:10.1109/jlt.2024.3400293
摘要

Hollow-core anti-resonant fibers (HC-ARFs) are widely used for high-power laser transmissions owing to their low nonlinearity and high damage threshold. However, most existing structural designs are suitable for single-mode guidance but are inadequate for efficient transmission of few- or multi-mode lasers with high output power. In this study, we fabricated a low-loss multi-mode 8-tube nested hollow-core anti-resonant fiber (Nested HC-ARF) with a minimum loss of 3.27 dB/km at 1 μm wavelength, which enabled the efficient transmission of at least five mode groups. Accordingly, we demonstrated the transmission of a record 3 kW few-mode (M2∼1.38) continuous-wave laser with a maximum transmission efficiency of 95.2% using a 10 m multimode Nested HC-ARF and an optimized transmission system. The experimental verification of the beam quality and spectrum indicated distortion-free transmission, which paves the way to power delivery on the scale of tens of kilowatts.
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