हाल ही में, शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिक्स एंड प्रिसिजन मशीनरी (एसआईपीएम), चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज (सीएएस) और वांग झिजियांग लेजर इनोवेशन सेंटर (डब्ल्यूजेडएलआईसी) के अंतरिक्ष और अंतरिक्ष यात्री लेजर प्रौद्योगिकी और सिस्टम विभाग की एक शोध टीम ने उच्च शक्ति थुलियम-डोप्ड फाइबर लेजर और फ्यूजन बॉन्डिंग गुणवत्ता वृद्धि के लिए बीम गुणवत्ता की भविष्यवाणी में प्रगति की है। संबंधित शोध परिणामों को "परिमित-अंतर बीम प्रसार विधि पर आधारित टीएम-डोप्ड फाइबर सिस्टम के लिए बीम गुणवत्ता की भविष्यवाणी" और "पेडस्टल फाइबर लेजर का प्रभाव" के रूप में संक्षेपित किया गया है। "टीएम-डोप्ड फाइबर लेजर प्रदर्शन पर पेडेस्टल फाइबर स्प्लिस का प्रभाव" क्रमशः फिजिका स्क्रिप्टा और आईईईई फोटोनिक्स जर्नल में प्रकाशित हुआ था।
1900 ~ 2100 एनएम की रेंज में तरंग दैर्ध्य वाले उच्च शक्ति वाले थुलियम-डोप्ड फाइबर लेजर (TDFL) में बायोमेडिसिन, प्लास्टिक प्रसंस्करण, LIDAR, अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी डायग्नोस्टिक्स और मध्य-अवरक्त लेजर पंपिंग स्रोतों के क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। उच्च शक्ति पर, क्वांटम हानि के कारण थर्मल जमाव सक्रिय फाइबर के अंदर अधिक गंभीर थर्मली प्रेरित अपवर्तक सूचकांक परिवर्तन का कारण बनता है, जिससे आउटपुट बीम की गुणवत्ता प्रभावित होती है। उच्च शक्ति वाले थुलियम-डोप्ड फाइबर लेजर के कई डिज़ाइन मापदंडों को कैसे संतुलित किया जाए, लेजर आउटपुट प्रदर्शन की भविष्यवाणी और सुधार कैसे किया जाए, और उच्च बीम गुणवत्ता कैसे प्राप्त की जाए, यह एक जरूरी समस्या है।
इस कार्य में, जटिल अपवर्तक सूचकांकों और विभिन्न झुकने वाली त्रिज्याओं वाले सक्रिय तंतुओं के लिए, शोधकर्ताओं ने परिमित-अंतर बीम परिवहन विधि (FD-BPM) द्वारा दिए गए मापदंडों के साथ एक लेजर के अंदर बीम परिवहन का अनुकरण किया, और अंतिम आउटपुट स्पॉट की प्रोफ़ाइल की भविष्यवाणी के आधार पर लेजर की आउटपुट बीम गुणवत्ता दी। विशिष्ट प्रायोगिक अध्ययन परिणामों के साथ विभिन्न लेजर शक्तियों के लिए बीम गुणवत्ता के संख्यात्मक गणना परिणामों की तुलना से पता चलता है कि प्रायोगिक परिणामों से पूर्वानुमानित परिणामों का विचलन 10% से कम है, इस प्रकार स्थापित बीम गुणवत्ता भविष्यवाणी मॉडल की सटीकता की पुष्टि होती है।
इस बीच, संख्यात्मक सिमुलेशन और प्रायोगिक अन्वेषण के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने लेजर के आउटपुट प्रदर्शन पर आधार के साथ थ्यूलियम-डॉप्ड फाइबर के फ्यूजन स्प्लिस गुणवत्ता के प्रभाव का गहराई से विश्लेषण किया, और फ्यूजन स्प्लिसिंग पैरामीटर के सिमुलेशन और फ्यूजन स्प्लिसिंग प्रक्रिया के अनुकूलन के माध्यम से 202 डब्ल्यू की शक्ति के साथ 1940 एनएम थ्यूलियम-डॉप्ड फाइबर लेजर के उच्च प्रदर्शन और स्थिर आउटपुट का एहसास किया: ऑप्टिकल-टू-ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता 39.6% से 48.4% तक बढ़ गई, और बीम की गुणवत्ता M2x=10.55, M2y=11.89 से M2x=2.17, M2y=2.26 तक बढ़ गई।
