BR112019011136B1

BR112019011136B1 - Sistema a laser sm de modo único de alto poder

Info

Publication number: BR112019011136B1
Application number: BR112019011136-0A
Authority: BR
Inventors: Alex Dergachev; Igor Samartsev; Valentin Gapontsev
Original assignee: Ipg Photonics Corporation
Priority date: 2016-12-01
Filing date: 2017-12-01
Publication date: 2023-11-14
Also published as: US20190326723A1; WO2018102738A1; CN110036542A; US11316319B2; CA3045019A1; BR112019011136A2; KR102423558B1; EP3549209A1; KR20190087559A; RU2019116405A; RU2019116405A3; CN110036542B; JP7107935B2; RU2746445C2; EP3549209A4; JP2020501366A

Abstract

amplificador de cristal de alta potência revestido com terras-raras, com base no esquema de bombeamento de defeito quântico ultrabaixo utilizando lasers de fibra de modo baixo ou único. a presente invenção refere-se a um sistema a laser de modo transversal único, de média alta e energia de pico, que é operacional para emitir pulsos ultracurtos em modo único (sm) em femtossegundos-, picossegundos- ou nanossegundos - faixa de duração de pulso em um nível de energia de pico kw a mw. o sistema revelado desdobra a configuração do amplificador de energia do oscilador principal (mopa), incluindo uma semente de fibra sm, emitindo um feixe de sinal pulsado, em um comprimento de onda a ou próximo de 1030 nm, e um impulsionador de cristal yb. o impulsionador é bombeado no final através de uma saída de feixe de bomba de um sm ou laser de fibra cw de modo baixo, em um comprimento de onda da bomba em uma faixa de comprimento de onda de 1000 - 1020 nm, de tal maneira que os comprimentos de onda do sinal e da bomba são selecionados para terem um defeito quântico ultrabaixo de menos do que 3%.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a amplificadores de itérbio (Yb) em massa, de alta potência, alto brilho, impermeabilizados com terras raras, operando em comprimento de onda a ou em torno de 1030 nm, e bombeado final por uma fibra a laser de modo transversal único (SM) ou modo baixo (LM), operando em uma faixa de comprimento de onda de 1000-1020 nm.

Discussão da Técnica Anterior

[002] Lasers pulsados ultracurtos, altamente eficientes, são usados em aplicações industriais sem limite. Entre numerosos tipos de lasers em estado sólido, talvez lasers de fibras estão ganhando mais e mais popularidade devido, entre outras, à alta eficiência, baixa manutenção e alta média de energia. Infelizmente, quando escalados para níveis de alto pico de energia, os lasers de fibra, particularmente lasers de fibra SM, se tornam vítimas de efeitos não lineares indesejáveis, limitando a energia de pico que pode ser realizada, e prejudicialmente afetando a qualidade do feixe de luz que, em uma grande maioria de aplicações, é requerido estar próximo da difração limitada. Embora a indústria de laser de fibra trabalhe incansavelmente para melhorar esta limitação, as soluções de laser a granel são consideradas ser uma alternativa viável para os lasers de fibra SM.

[003] Bombeando diodo de lasers de estado sólido pode oferecer propriedades desejáveis, tais como embalagem compacta e desempenho de laser altamente eficiente, assim ele se torna a direção principal no desenvolvimento de laser no estado sólido. Avanços recentes em lasers de diodos de poder alto, com comprimento de onda entre 940 e 980 nm, têm estimulado um interesse renovado no desenvolvimento de diodo bombeado Yb3+ lasers revestidos e amplificadores. Devido à sua estrutura eletrônica simples, baseada em dois tubos de distribuição eletrônicos, o estado F7/2 fundamental 2 e o estado F5/2 excitado 2, Yb3+ tem propriedades espectroscópicas vantajosas, bem apropriadas para esquemas de bombeamento de diodos no infravermelho próximo. Primeiro, itérbio geralmente tem uma longa vida útil de armazenamento, que é aproximadamente quatro vezes mais longa do que a de suas contrapartes dopadas com Nd. Segundo, os materiais dopados com íon Yb3+, exibem amplas faixas de absorção, eliminando a necessidade de controlar com precisão a temperatura de diodos de bombeamento. Terceiro, dois tubos de distribuição simples, de estrutura eletrônica, levam a um defeito quântico baixo, à ausência de absorção de estado excitada, e perdas não radiativas mínimas com todos estes fatores resultando para reduzir a carga de aquecimento e as questões relacionadas ao aquecimento. A ausência de níveis 4f adicionais em Yb3+ também elimina os efeitos de conversão ascendente, minimiza a extinção da concentração, deste modo, mesmo os cristais Yb altamente revestidos, podem ser utilizados sem extinção da concentração. A principal atenção tem sido prestada para o cristal da granada de alumínio de ítrio revestido Yb (Yb:YAG) - um material a laser bem desenvolvido - por causa de suas boas propriedades térmica, física, química e características de laser de YAG. Cristais Yb:YAG de alta qualidade, altamente revestidos podem ser desenvolvidos usando o método Czochralski (CZ) tradicional.

[004] Entretanto, laser e amplificadores de cristal, incluindo o meio revestido Yb, também têm limitações bem conhecidas. Em particular, duas limitações fundamentais para escalonamento de energia de diodo bombeado, os sistemas a laser de energia em estado sólido são: 1. Brilho baixo de lasers de diodo de alta potência (DL) e montagens, e 2. Defeito quântico significativo.

[005] Uma das limitações fundamentais para o escalonamento de energia de amplificadores de cristal, é exemplificado pelo bombeamento de DL. Como é sabido, LDs de energia alta (múltiplos Watts) não geram luz brilhante. Ainda, as fontes de bomba de alto brilho constituem uma das tecnologias chave, para aumentar a eficiência e a energia de qualquer sistema a laser, mas particularmente importante para bombeamento do meio revestido Yb (por exemplo, Yb:YAG).

[006] Desta maneira, existe uma necessidade de fontes de luz de alto brilho, para bombear amplificadores de cristal a laser com baixo defeito quântico.

[007] A quantidade da total eficiência ótica-para-ótica do amplificador, é o produto de eficiência da bomba nP e a eficiência de extração nex, com nP definido como Eacc/EP, em que EP é a energia da bomba, e Eacc a parte da energia armazenada que é acessível à extração. Nem toda a energia armazenada é acessível devido à natureza do quasi-3-nível do meio Yb. A eficiência da bomba é determinada pela soma de perdas relacionadas ao bombeamento, ou pelo produto das eficiências ni associadas com estas perdas. Há diversos mecanismos de perda incluindo, entre outros, o defeito quântico que, como mencionado acima, é crítico para as energias aumentadas de alto pico dos amplificadores de cristal.

[008] O defeito quântico é uma consequência da diferença de energia, entre a geração de feixes a laser (extração) de fótons e fótons de bomba. A eficiência associada é dada por nQD = ÀP/ÀL, em que ÀP e ÀL são os comprimentos de ondas (sinal) de extração, respectivamente. Uma vantagem dos materiais de Yb-revestido são seus defeitos quânticos pequenos, a desvantagem dos quais são suas naturezas de quase-nível-3. Para maximizar nQD, a diferença entre ÀP e ÀL deve ser minimizada. Se for considerado o meio a laser Yb:YAG como um exemplo, o comprimento de onda de extração é tipicamente estabelecido no pico de ganho de 1030 nm (ÀL). A abordagem padrão para escolher o comprimento de onda da bomba, é selecionar um dos dois picos de absorção mais fortes, seja em 940 ou 969 nm. Isto permite minimizar os comprimentos de cristais a laser revestidos Yb, usados em osciladores ou amplificadores, a fim de mitigar a questão do brilho limitado, dos diodos a laser da bomba de energia alta. O uso do comprimento de onda da bomba ÀP de 940 nm ou 969 nm corresponde à nQD = 91-94%. Em resumo, defeitos quânticos menores são benéficos para aumentar a eficiência óptica do amplificador, embora com sistemas a laser de nível quase três, como Itérbio, um defeito quântico menor limita o nível da inversão atingível. Esta limitação pode ser superada com amplificador a laser apropriado ou o desenho do oscilador.

[009] Existe, desta maneira, uma necessidade de fontes de bomba com: 1) brilho alto - tão perto do limite de difração quanto possível, isto é, laser SM, e 2) comprimento de onda da bomba perto do pico de emissão do meio a laser, para minimizar o defeito quântico e aumentar a eficiência óptica realizável do amplificador de cristal.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

[0010] A abordagem revelada neste pedido, com sucesso, satisfaz as necessidades identificadas acima. O sistema a laser de estado sólido revelado, inclui um laser de fibra SM operando como uma fonte de semente, que emite luz de sinal pulsado, se propagando ao longo de uma via óptica. Um ampliador de cristal recebe a luz do sinal pulsado, no comprimento de onda de extração desejado, e emite a luz do sinal pulsado na forma de pulsos ultracurtos, na faixa de fs-, ps- ou ns- de largura. A energia de pico da luz do sinal ampliado, é uma função de uma montagem de bomba energizando o amplificador, e pode alcançar níveis de 10s a 1000s kW.

[0011] De acordo com um aspecto da invenção, a montagem da bomba inclui uma ou múltiplas fontes a laser de fibra emitindo alto brilho, a luz da bomba (SM) de difração limitada em um regime de onda contínua (CW). Uma medida da qualidade do feixe luminoso é o brilho B que é a energia por área de unidade, dividida pelo ângulo sólido da divergência do feixe luminoso - watts por centímetro quadrado por esterorradiano. O brilho é dado dividindo a energia P por π2 vezes o quadrado do produto do parâmetro de feixe luminoso Q:

[0012] Desta maneira, com a bomba de fibra SM revelada, a principal limitação para a escala de energia, de amplificadores de cristal revestidos de terra rara - fonte de bomba de brilho baixo - foi substancialmente minimizada.

[0013] A outra questão limitando a escala de energia dos amplificadores de cristal, refere-se à eficiência de um arranjo de bombeamento. Por exemplo, em um sistema a laser de 1 μm, o alcance do comprimento de onda da bomba de 940-980 nm, e o comprimento de onda do sinal 1030 nm (extração), estão espectralmente longe o suficiente para render um grande defeito quântico que, por sua vez, fundamentalmente, limita a eficiência de uma abordagem bombeada por diodo.

[0014] A última limitação ocupou-se com um segundo aspecto da presente invenção. A saber, o arranjo da bomba a laser de fibra SM Yb revelado é configurado para emitir uma faixa de comprimento de onda de 1000 - 1010 nm, que fornece defeito quântico ultrabaixo, de menos do que 3%, e preferivelmente em uma faixa de ~2,0 - 2,5%. O defeito quântico revelado é substancialmente menor do que um defeito quântico típico, conhecido de 6-9% por LD-bombeado Yb:YAG. A pequena diferença de comprimento de onda, entre o sinal e a luz da bomba, é referida como um esquema de bombeamento de defeito quântico ultrabaixo.

[0015] As vantagens de um bombeamento de defeito quântico ultrabaixo, permite excepcionalmente a carga de baixo calor no meio a laser ativo, e facilita eficiências de extrações mais altas de até 70 - 80%, que são essenciais para o escalonamento significativo da energia do amplificador de cristal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0016] Os aspectos estruturais acima, da presente invenção, são explicados em mais detalhes daqui em diante, em conjunto com os desenhos a seguir, em que:

[0017] A Figura 1 é um corte transversal de absorção de Yb- revestido YAG.

[0018] A Figura 2 é um corte transversal de emissão de haste ou placa Yb-revestida YAG.

[0019] A Figura 3 é um esquemático óptico da estrutura revelada, com um bombeamento de defeito quântico ultrabaixo.

[0020] As Figuras 4A-4B são as respectivas características de saída de energia e ganho, traçadas contra a energia absorvida da bomba em 1010 nm.

[0021] As Figuras 5A-5B são as respectivas características de saída/energia e ganho traçados em função da energia absorvida da bomba em 1006 nm.

[0022] A Figura 6 ilustra uma modificação da estrutura mostrada na Figura 3.

[0023] A Figura 7 é a energia de saída do amplificador, do volume (massa) revelado, traçado contra a concentração de revestimento ou comprimento do cristal.

[0024] A Figura 8 ilustra a dependência da energia de saída de amplificadores de volume descritos diferentemente dimensionados, a partir de uma energia de bomba total.

DESCRIÇÃO ESPECÍFICA

[0025] As Figuras 1 e 2 ilustram cortes transversais de absorção, e a emissão da média de ganho de Yb-íon revestido. Tipicamente, o comprimento de onda da bomba é selecionado na faixa de 940-980 nm, que pode ser obtido a partir de diodos a laser de alto poder largamente disponíveis. O comprimento de onda de extração é estabelecido a, ou em torno do ganho de pico de 1030 nm ± menos do que 5 nm. Em contraste, a presente invenção ensina outra abordagem não convencional, de bombeamento em uma faixa de comprimento de onda de 1 μm com um interesse particular em 1000-1020 nm e vantajosamente uma faixa de comprimento de onda de 1006 - 1010 nm, utilizando laser(es) de fibra SM de alto brilho.

[0026] A Figura 3 ilustra um sistema a laser 10 exemplar, ilustrando a presente invenção, e operável como um sistema de amplificação isolado, tal como um amplificador ou impulsionador de energia alta, ou parte de um sistema de amplificação maior, mais complicado. Configurado para ter uma arquitetura de amplificador principal da energia de oscilador (MOPA), ou para ser um amplificador de impulsionador isolado, o sistema a laser 10 é operativo para a saída de pulsos ultracurtos, de luz de sinal em comprimento de onda de 1030 nm, em uma faixa de duração de pulso fs-, ps- ou ns, que é de particular interesse para muitas aplicações industriais. A duração de pulso desejada é fornecida por uma semente 12, operacional para sair a luz do sinal no comprimento de onda de luz de sinal desejado, e a proporção da repetição de pulso. A semente 12 é preferivelmente um laser de fibra SM, intermitente, operando em um regime de pulso puro, ou de ruptura. O oscilador/laser de fibra pode ser bloqueio de modo. A configuração da semente 12 pode também incluir, em adição ao oscilador de fibra, um ou múltiplos estágios de pré-amplificação. O uso de laser de diodo de energia alta, sem o oscilador de fibra, é concebível, porém menos eficaz, uma vez que o brilho do laser de diodo não pode ser comparado com aquele do oscilador de fibra. A largura de linha depende da duração de pulso, mas preferivelmente varia em uma faixa de 4 - 7 nm.

[0027] Quando a luz do sinal de saída se propaga sobre uma via de luz, ela colide sobre L1 14 ópticas, que focalizam a luz do sinal dentro do cristal 16 Yb:YAG, que pode ter várias formas e dimensões geométricas, incluindo hastes e placas finas. As últimas podem ser um corpo em forma de placa que tem uma largura pequena, por exemplo, 2 mm, e um comprimento relativamente maior alcançando, por exemplo, 6 cm. Além do cristal Yb:YAG, o uso de cerâmicas de óxido Yb, tais como Yb2O3, particularmente quando a configuração da placa mencionada acima é usada, pode ser altamente benéfico por causa da possibilidade de uma concentração de revestimento (Yb) muito alta.

[0028] O impulsionador Yb é operativo para ampliar a luz de sinal SM, para níveis de energia de pico e energia por pulso kW-MW, variando entre diversas centenas de microjoules a diversos milijoules. Tal saída alta da energia de pico, com feixe de difração limitado, é o resultado de um arranjo de bomba (bomba) 18, dando saída a um feixe de bomba, que é acoplado em uma das torneiras opostas do impulsionador de cristal Yb, enquanto propagando na mesma direção, como ou na direção contrária àquela do feixe de sinal. A configuração de bombear o impulsionador Yb, nas extremidades opostas do mesmo, é também possível. Independente da direção de propagação, os feixes de sinal e os feixes da bomba se propagam de uma maneira colinear, sobrepondo-se uns aos outros, em uma faixa variando entre 80% e, sob certas condições 100%, com a sobreposição excedendo 90% obviamente sendo vantajoso.

[0029] A bomba 18 é configurada com um laser de fibra, neste caso, revestido com íons Yb, e operada em regime de CW para produzir uma luz de bomba de alto brilho, na faixa de comprimento de onda de 1000 - 1020 nm. O M2 de luz da bomba varia de 1 a 10, com um alcance entre 1 e 2 sendo preferível. Por conseguinte, a bomba 18 pode ser configurada como um laser de fibra de modo único ou modo baixo CW, produzindo feixe de luz da bomba de alto brilho, através da focalização das ópticas L2 e L3 20, antes de colidir sobre um filtro ou discriminador de comprimento de onda F1.

[0030] O filtro F1 é configurado como um espelho dicroico, como mostrado, ou gradeamento Bragg de volume (VBG) 22, com o último sendo particularmente prático, quando os feixes de sinal e bomba se propagam nos respectivos comprimentos de onda Às e Àp, que são muito próximos um do outro. Independentemente de uma configuração em particular e da direção de propagação do feixe, o filtro 22 é transparente para a luz do sinal e reflete a luz da bomba, de tal maneira que ambos os feixes, do sinal e da bomba, se propagam de maneira colinear descrita acima, e algumas vezes coaxial. Na realidade, os feixes de sinal e da bomba podem divergir uns dos outros, em um ângulo muito pequeno de menos de 1o, que não é prejudicial para o desempenho total do sistema revelado. Os feixes sobrepostos simultaneamente colidem contra uma das torneiras do amplificador com a bomba 18, e o amplificador 16 que é a configuração de bombeamento final. O amplificador 16 pode incluir múltiplos cristais ou peças de cerâmica, definindo as respectivas cascatas ampliadas 16 e 26, ou a cascata única 16 como mostrado na Figura 6. Se as múltiplas cascatas se ampliam, o arranjo é distribuído, outras lentes de foco L4 24 são instaladas, de tal maneira para focalizar os feixes dentro do cristal a jusante, ampliando a cascata 26.

[0031] As Figuras 4A - 4B ilustram as respectivas saídas de energia e ganho do amplificador de cristal, em relação à energia da bomba de 1010 nm. Os gráficos são obtidos em uma taxa de repetição de pulso (prr) inferior de 0,1 MHz (pontos azuis), e prr mais alto de 1 MHz (pontos vermelhos). Pode ser observado que a energia média de sementes afeta o ganho atingível e a energia de saída, a partir do amplificador de cristal. As Figuras 4C - 4D ilustram as mesmas tendências na bomba de 1006 nm.

[0032] As Figuras 5A, 5B ilustram o espectro ampliado da saída do sistema revelado, no respectivo comprimento de onda 1010 e 1006, da luz da bomba a 1 MHz prr. Como pode ser visto, a curva azul corresponde à máxima energia de bomba, que é 183,5 W para o comprimento de onda da bomba de 1010 nm, e 93,5 para o comprimento de onda da bomba de 1006 nm, em um dos muitos preparos experimentais.

[0033] A Figura 6 ilustra uma modificação do sistema 10. Aqui, em vez de duas cascatas de ampliação, cada uma tendo com um par de cristais, uma cascata ampliada com um único cristal 30 é usada. Geralmente, o comprimento do cristal e a concentração de dopante, podem ser selecionados nas respectivas faixas largas. Para fins de otimização, aumentando o comprimento do cristal é necessário diminuir a concentração de dopante e vice-versa. Geralmente, a faixa da concentração pode incluir qualquer número de percentagem razoável, normalmente limitado por cerca de 20%, enquanto que o comprimento do cristal pode ser tão longo quanto dez centímetros, com os melhores resultados obtidos até com o comprimento do cristal menos do que 1 centímetro. O resto dos componentes mostrados permanece idêntico àqueles usados na Figura 3. Semelhante à modalidade da Figura 3, os feixes de luz do sinal e da bomba nos respectivos comprimentos de ondas de 1030 e 1010 nm, se propagam coaxialmente ao longo da via de luz para baixo, a partir do filtro 22, que pode ser um espelho dicroico ou VBG.

[0034] Experimentos extensivos com ambos os esquemáticos das Figuras 3 e 6, mostram que a luz do sinal ampliada é mais poderosa no comprimento de onda da bomba de 1006 nm, do que no comprimento de onda da bomba de 1010 nm, que é compreendido uma vez que a inversão é maior, em comprimentos de onda mais curtos desde que, como aqui, todas as condições sejam as mesmas. Essas condições incluem poder de semente, energia de bomba absorvida e tamanhos de semente/feixes de bomba. O coeficiente de absorção de medida em Yb: YAG 16 da Figura 3 é cerca de 1,5x mais alto em comprimento de onda de 1006 nm, do que em comprimento de onda de bomba de 1010 nm. De forma relevante, o efeito cristalino prejudicial é mínimo para ambos os comprimentos de onda das bombas de 1006 e 1010 nm, que está prontamente explicado por um efeito quântico pequeno em ambos os comprimentos de onda revelados. O tamanho do feixe permanece essencialmente o mesmo - a mudança de menos de 3% - dentro de um poder de semente variando de 2 W para 7 W, e/ou faixa de poder de bomba entre 93 W e 180 W. Como pode ser bem compreendido, o poder da bomba pode ser ilimitado e atingir níveis de kW. A energia de pulso é uma função do poder da bomba, e também varia dentro de uma ampla faixa de energia, a partir de diversas centenas de microjoules a diversos milijoules ilustrado no diagrama esquemático mostrado na Figura 6. Em contraste, o efeito da lente térmica certamente manifesta, ela própria, no comprimento de onda da bomba de 969 nm da Figura 6. O tamanho do feixe muda cerca de 21%, com o aumento do poder da bomba de 0 para 97,5 W em ambos os prr, baixo e alto.

[0035] Com base nos dados observados, fica claro como melhorar as características do sistema 10 revelado, das Figuras 3 e 6, incluindo o poder de emissão. Uma modificação útil inclui aumentar o comprimento do cristal. Ainda outra modificação que leva a resultados melhorados, é a concentração de dopante aumentada. Ambas as tendências acima são ilustradas na Figura 7. A Figura 8 ilustra que o poder do sistema de saída cresce, quando o poder total da bomba aumenta, na emissão da bomba a laser de fibra. A curva vermelha corresponde ao comprimento do cristal, maior do que o da curva azul.

[0036] Além disso, aumentando o poder e o brilho do SM, ou da bomba de fibra de modo baixo, permite corte transversal (área) relativamente pequeno da região de ganho no cristal amplificador, isto é, a operação na densidade de força bem acima de Isat. Para feixes Gaussiano no comprimento de onda de 1-um, e diâmetro de feixe de > 0,2 mm, a divergência é insignificante, se o comprimento do cristal varia de 20 a 80 mm. É claro que bombeando com feixes de alto poder de difração limitada altamente brilhantes, é crítico para a eficiência melhorada de Yb-amps.

[0037] Está entendido que o meio hospedeiro para íons Yb não é limitado a YAG, e pode incluir uma grande variedade de cristais. A lista não limitante dos cristais hospedeiros pode incluir gaxetas (LuAG, GGG etc), tungstatos (por exemplo, KGW, KYW, KLuW), vanadatos YVO4, YGdO4), fluoretos (YLF, LuLiF, CaF2 etc.), boratos (BOYS, GdCOB), apatitas (SYS), sesquióxidos (Y2O3, Sc2O3) e outros. Além disso, outros íons de terra-rara e respectivos cristais, podem ser usados para o bombeamento ressonante, caracterizado por uma bomba de fibra SM de alto poder e baixo defeito quântico.

[0038] A descrição e os exemplos anteriores foram estabelecidos meramente para ilustrar o principal conceito da invenção - usando alto poder de SM, lasers de bomba CW brilhantes, que emitem um feixe de bomba se propagando coaxialmente com um feixe de luz de sinal, para energizar amplificadores de massa. Os específicos estruturais revelados aqui, não são destinados a serem limitantes. Por conseguinte, a invenção deverá ser construída amplamente, a fim de incluir todas as variações dentro do escopo do conceito revelado.

Claims

1. Sistema a laser SM de modo único de alto poder (10), caracterizado pelo fato de que compreende: uma configuração do amplificador de força do oscilador principal MOPA incluindo: uma semente SM (12), emitindo um feixe de sinal pulsado no ganho de pico de um comprimento de onda Às de 1030 nm, um cristal revestido de itérbio (Yb), ou múltiplos cristais (16, 26), recebendo o feixe de sinal; e um laser de fibra de onda contínua CW de modo único (18) emitindo o feixe de bomba de alto brilho, em um comprimento de onda Àp, em uma faixa de comprimento de onda de 1000 - 1010 nm, para o cristal revestido de itérbio Yb ou múltiplos cristais (16, 26), em que os feixes de sinal e bomba se propagam coaxialmente ou colinearmente, sobrepondo-se um sobre o outro, com os comprimentos de onda Às e Àp sendo selecionados de modo a fornecer um defeito quântico ultrabaixo de menos do que 3%, e em que o cristal revestido de itérbio Yb ou múltiplos cristais (16, 26) estão localizados entre um primeiro filtro (22) e um segundo filtro (28), os quais são transparentes para a luz do sinal e os quais refletem a luz da bomba.

2. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cristal revestido de itérbio Yb ou múltiplos cristais (16, 26) incluem cristal Yb:YAG ou cerâmica Yb2O3, e são formados como uma placa ou haste.

3. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento de onda Àp da luz da bomba é em uma faixa de comprimento de onda de 1006 - 1010 nm, e os defeitos quânticos ultrabaixos são entre 2 e 2,5%.

4. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o SM, ou a bomba a laser de fibra CW de modo baixo (18), é operativo para emitir até um pouco de kWs da luz da bomba.

5. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a semente de SM (12) é configurada como um ou mais diodos a laser, ou um laser de fibra SM, operativo para emitir um treino de pulsos de luz de sinais ultracurtos, em uma faixa de duração de pulso de fs-, ps- ou ns.

6. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os primeiro e segundo filtros (22, 28) são, cada um, um espelho dicroico ou gradeamento de volume Bragg VBG.

7. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o feixe de sinais, em uma emissão do cristal revestido de itérbio Yb ou múltiplo cristais (16, 26), possui: um poder de pulso médio, em uma faixa de diversas centenas de watts a kWs, e uma energia por pulso, em diversas centenas de microjoules a uma faixa de diversos milijoules.

8. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a semente inclui um laser de fibra de modo bloqueado.

9. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ainda compreende, pelo menos, um estágio de pré-amplificação.

10. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a semente opera em um modo pulsado puro, ou modo de ruptura.

11. Sistema a laser SM de alto poder (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o laser de fibra de brilho grande CW (18) emite um feixe de bomba de tal maneira que o feixe de bomba é acoplado em uma das extremidades opostas do cristal revestido de itérbio Yb ou múltiplos cristais (16, 26), ou em ambas as extremidades.