Yüksek güçlü elyaf lazerlerinin teknik evrimi

Yüksek güçlü elyaf lazerlerinin teknik evrimi

Optimizasyonufiber lazeryapı

1, Uzay Işık Pompası Yapısı

Erken fiber lazerler çoğunlukla optik pompa çıkışı,lazerçıkış, çıkış gücü düşüktür, kısa bir süre içinde fiber lazerlerin çıkış gücünü hızlı bir şekilde iyileştirmek için daha büyük bir zorluk vardır. 1999'da, fiber lazer araştırma ve geliştirme alanının çıkış gücü ilk kez 10.000 watt kırdı, fiber lazerin yapısı esas olarak fiber lazerin eğim verimliliğinin araştırılması%58.3'e ulaşarak bir rezonatör oluşturarak optik çift yönlü pompalama kullanımıdır.
Bununla birlikte, fiber lazerler geliştirmek için fiber pompa ışığı ve lazer kuplaj teknolojisinin kullanılması, fiber lazerlerin çıkış gücünü etkili bir şekilde geliştirebilir, ancak aynı zamanda optik yolun inşa edilmesi için optik lense elverişli olmayan karmaşıklık vardır, lazer optik yolun oluşturulması, optik yolun oluşturulması gerekir, optik yolun yeniden oluşturulması gerekir, optik yolun oluşturulması gerekir. lazerler.

2, doğrudan osilatör yapısı ve mopa yapısı

Fiber lazerlerin geliştirilmesiyle, kaplama gücü striptizcileri, lens bileşenlerini kademeli olarak değiştirerek fiber lazerlerin geliştirme adımlarını basitleştirdi ve dolaylı olarak fiber lazerlerin bakım verimliliğini iyileştirdi. Bu gelişme eğilimi, fiber lazerlerin kademeli pratikliğini sembolize eder. Doğrudan osilatör yapısı ve MOPA yapısı, piyasadaki fiber lazerlerin en yaygın iki yapısıdır. Doğrudan osilatör yapısı, ızgaranın salınım sürecinde dalga boyunu seçmesi ve daha sonra seçilen dalga boyunu çıkarmasıdır, MOPA ızgara tarafından tohum ışığı olarak seçilen dalga boyunu kullanır ve tohum ışığı birinci seviye amplifikatörün etkisi altında yükselir, böylece fiber lazerin çıkış gücü de belirli bir şekilde artırılır. Uzun bir süre boyunca, yüksek güçlü fiber lazerler için tercih edilen yapı olarak MPOA yapısına sahip fiber lazerler kullanılmıştır. Bununla birlikte, sonraki çalışmalar, bu yapıdaki yüksek güç çıkışının, fiber lazer içindeki uzamsal dağılımın kararsızlığına yol açtığını ve çıkış lazer parlaklığının belirli bir dereceye kadar etkileneceğini bulmuştur ve bu da yüksek güçlü çıkış etkisi üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir.

Pompalama teknolojisinin gelişimi ile

Erken ytterbium katkılı fiber lazerin pompalama dalga boyu genellikle 915nm veya 975nm'dir, ancak bu iki pompalama dalga boyu ytterbium iyonlarının emilim pikleridir, bu nedenle doğrudan pompalama, doğrudan pompalama, kuantum kayıp nedeniyle yaygın olarak kullanılmamıştır. Bant içi pompalama teknolojisi, pompalama dalga boyu ile iletim dalga boyu arasındaki dalga boyunun benzer olduğu ve bant içi pompalamanın kuantum kaybı oranı doğrudan pompalamadan daha küçük olduğu doğrudan pompalama teknolojisinin bir uzantısıdır.

Yüksek güçlü elyaf lazerTeknoloji geliştirme darboğaz

Fiber lazerler askeri, tıbbi ve diğer endüstrilerde yüksek uygulama değerine sahip olsa da, Çin yaklaşık 30 yıllık teknoloji araştırma ve geliştirme yoluyla fiber lazerlerin geniş uygulamasını teşvik etti, ancak fiber lazerlerin daha yüksek güç elde edebileceğini yapmak istiyorsanız, mevcut teknolojide hala birçok darboğaz vardır. Örneğin, fiber lazerin çıkış gücünün tek lifli bir tek modlu 36.6kW'ya ulaşıp ulaşamayacağı; Pompalama gücünün fiber lazer çıkış gücü üzerindeki etkisi; Termal lens etkisinin fiber lazerin çıkış gücü üzerindeki etkisi.

Ek olarak, fiber lazerin daha yüksek güç çıkış teknolojisinin araştırılması, enine mod ve foton kararma etkisinin stabilitesini de dikkate almalıdır. Araştırma yoluyla, enine mod instabilitesinin etki faktörünün fiber ısıtma olduğu açıktır ve foton kararma etkisinin esas olarak fiber lazer sürekli olarak yüzlerce watt veya birkaç kilowatt güç çıktığında, çıkış gücünün hızlı bir düşüş eğilimi göstereceği ve fiber lazerin sürekli yüksek güç çıkışı üzerinde belirli bir sınırlama vardır.

Foton koyulaştırma etkisinin spesifik nedenleri şu anda açıkça tanımlanmamış olsa da, çoğu insan oksijen kusuru merkezi ve yük transfer emiliminin foton kararma etkisinin ortaya çıkmasına yol açabileceğine inanmaktadır. Bu iki faktörde, foton kararma etkisini inhibe etmek için aşağıdaki yollar önerilmektedir. Alüminyum, fosfor vb. Gibi, yük transfer emilimini önlemek için ve daha sonra optimize edilmiş aktif fiber test edilir ve uygulanır, spesifik standart birkaç saat boyunca 3kW güç çıkışını korumak ve 1kW güç kararlı çıkışı 100 saat boyunca korumaktır.