Техничка еволуција на високомоќни фибер ласери

Техничка еволуција на високомоќни фибер ласери

Оптимизација нафибер ласерструктура

1, структура на вселенска светлосна пумпа

Раните фибер ласери најчесто користеле оптички излез на пумпа,ласерНа излез, неговата излезна моќност е ниска, со цел брзо да се подобри излезната моќност на фибер ласери во краток временски период, постои поголема тешкотија. Во 1999 година, излезната моќност на полето на истражување и развој на фибер ласери за прв пат достигна 10.000 вати, структурата на фибер ласерот е главно со употреба на оптичко двонасочно пумпање, формирајќи резонатор, со истражување на ефикасноста на наклонот на фибер ласерот достигна 58,3%.
Сепак, иако употребата на светлина од фибер пумпа и технологија за спојување со ласер за развој на фибер ласери може ефикасно да ја подобри излезната моќност на фибер ласери, но во исто време постои сложеност, што не е погодно за оптичката леќа да ја изгради оптичката патека, откако ласерот треба да се помести во процесот на градење на оптичката патека, тогаш оптичката патека треба да се прилагоди, што ја ограничува широката примена на фибер ласери со оптичка пумпа.

2, структура на директен осцилатор и структура на MOPA

Со развојот на фибер ласери, отстранувачите на моќност на обложување постепено ги заменија компонентите на леќите, поедноставувајќи ги чекорите на развој на фибер ласери и индиректно подобрувајќи ја ефикасноста на одржување на фибер ласери. Овој тренд на развој ја симболизира постепената практичност на фибер ласери. Директната осцилаторна структура и MOPA структурата се двете најчести структури на фибер ласери на пазарот. Директната осцилаторна структура е таква што решетката ја избира брановата должина во процесот на осцилација, а потоа ја дава избраната бранова должина, додека MOPA ја користи брановата должина избрана од решетката како почетна светлина, а почетната светлина се засилува под дејство на засилувачот од прво ниво, така што излезната моќност на фибер ласерот исто така ќе се подобри до одреден степен. Долго време, фибер ласери со MPOA структура се користат како претпочитана структура за високомоќни фибер ласери. Сепак, последователните студии покажаа дека излезната моќност во оваа структура лесно доведува до нестабилност на просторната распределба во фибер ласерот, а осветленоста на излезниот ласер ќе биде засегната до одреден степен, што исто така има директно влијание врз ефектот на висока моќност.

Со развојот на технологијата за пумпање

Пумпната бранова должина на раниот фибер ласер допиран со итербиум е обично 915nm или 975nm, но овие две пумпни бранови должини се апсорпционите врвови на јоните на итербиум, па затоа се нарекува директно пумпање, но директното пумпање не е широко користено поради квантната загуба. Технологијата на ввнатрешно пумпање е продолжение на технологијата на директно пумпање, во која брановата должина помеѓу пумпната бранова должина и предавателската бранова должина е слична, а стапката на квантна загуба на ввнатрешно пумпање е помала од онаа на директното пумпање.

Високомоќен фибер ласертесно грло за развој на технологијата

Иако фибер ласери имаат висока применлива вредност во воената, медицинската и другите индустрии, Кина ја промовира широката примена на фибер ласери преку речиси 30 години технолошко истражување и развој, но ако сакате да направите фибер ласери кои можат да произведуваат поголема моќност, сè уште постојат многу тесни грла во постојната технологија. На пример, дали излезната моќност на фибер ласерот може да достигне едновлакно со едномоден режим од 36,6 KW; Влијанието на пумпачката моќност врз излезната моќност на фибер ласерот; Влијанието на ефектот на термичката леќа врз излезната моќност на фибер ласерот.

Покрај тоа, истражувањето на технологијата за поголема излезна моќност на фибер ласерот треба да ја земе предвид и стабилноста на попречниот режим и ефектот на затемнување на фотоните. Преку истражувањето, јасно е дека факторот на влијание на нестабилноста на попречниот режим е загревањето на влакната, а ефектот на затемнување на фотоните главно се однесува на тоа дека кога фибер ласерот континуирано произведува стотици вати или неколку киловати моќност, излезната моќност ќе покаже тренд на брз пад, а постои одреден степен на ограничување на континуираната висока излезна моќност на фибер ласерот.

Иако специфичните причини за ефектот на затемнување на фотоните не се јасно дефинирани во моментов, повеќето луѓе веруваат дека дефектот во центарот на кислород и апсорпцијата на пренос на полнеж може да доведат до појава на ефект на затемнување на фотоните. Врз основа на овие два фактори, се предлагаат следниве начини за инхибирање на ефектот на затемнување на фотоните. Како што се алуминиум, фосфор итн., со цел да се избегне апсорпција на пренос на полнеж, а потоа се тестира и применува оптимизирано активно влакно, специфичниот стандард е да се одржи излезна моќност од 3 KW неколку часа и да се одржи стабилна излезна моќност од 1 KW 100 часа.