光學科學家發現了一種新方法，可以在保持光束質量的同時顯著提高光纖激光器的功率，使其成為未來對抗低成本無人機和用于遙感等其他應用的關鍵防御技術。

南澳大利亞大學(UniSA)、阿德萊德大學(UoA)和耶魯大學的研究人員展示了多模光纖的潛在用途，可以將光纖激光器的功率提高3~9倍，但不會降低光束質量，使其能夠聚焦于遠距離目標。

這一研究突破發表在《自然·通訊》上。

受激布里淵散射(SBS)抑制和輸出聚焦示意圖。窄帶激光束的空間波陣面由空間光調制器整形，并在多模光纖(MMF)中激發許多模式。與單模光纖和同一MMF中的單模激發相比，SBS閾值功率大大增加。在閾值以上，SBS導致后向散射斯托克斯光的功率隨輸入功率快速增加，同時使傳輸信號光的功率飽和。輸入波陣面整形調制光纖模式的相對相位，使它們的干涉在光纖輸出附近產生衍射受限的光斑，該光斑可以通過透鏡準直。

南澳大學未來工業研究所研究員、共同第一作者Linh Nguyen博士表示，這種新方法將使該行業能夠繼續從光纖激光器中擠出極高的功率，使其在國防工業、遙感應用和引力波探測方面更有用。

Nguyen博士說：“高功率光纖激光器在制造業和國防中至關重要，隨著廉價無人駕駛飛行器(無人機)在現代戰場上的普及，這種重要性將越來越明顯。一群廉價的無人機可以迅速耗盡導彈資源，使軍事資產和車輛的發射能力耗盡，無法執行更多關鍵作戰任務。高功率光纖激光器具有極低的單次發射成本和光速行動，是長期來看唯一可行的防御解決方案。這就是所謂的非對稱優勢：通過大量使用廉價的方法可以擊敗更昂貴的高科技系統。”

在提供不對稱優勢方面，這種先進的能力具有提供強大威懾效應的潛力，與《國防戰略評估》和AUKUS支柱2的目標相一致。

澳大利亞國立大學光子學與先進傳感研究所的項目研究員Ori Henderson-Sapir博士表示：“澳大利亞在開發創新光纖技術方面有著悠久的歷史。我們的研究使澳大利亞在開發下一代高功率光纖激光器方面處于世界領先地位，不僅用于國防應用，而且有助于新的科學發現。”

研究人員已經在光纖激光器中演示了這項技術，并將于2024年初在舊金山舉行的西部光子會議上報告他們的研究發現。

審核編輯 黃宇