Sastav sistema visokosnažnog vlaknastog lasera

Sastav sistema visokosnažnog vlaknastog lasera
1. Sastav sistema
Visokosnažni vlaknasti laser sastoji se od četiri dijela: izvora pumpe, kombinatora pumpe, vlakna za pojačanje i laserske izlazne glave.
1.1 Izvor pumpe: Izlazna snaga jednog laserskog čipa je samo 10W~50W, a 6~50 čipova će biti integrirano i pakirano prema potrebi; Ako postoji veliki broj čipova, kombinirat će se prostorno kombiniranje snopa i kombiniranje polarizacijskog snopa kako bi se povećala snaga. Snaga jednog izvora pumpe kreće se od desetaka do stotina vati, a da bi se postigla izlazna snaga u kilovatima, potrebno je spojiti više od 10 izvora pumpe u seriju (kao što je Ruike laser koji koristi kombinaciju 11 izvora pumpe).
1.2 Kombinator pumpe: Proizveden tehnologijom spajanja vlakana fuzijom, više modula pumpe je optički spojeno u isto vlakno.
1.3 Vlakno za pojačanje: s dužinom često većom od 30 metara, bit će namotano i fiksirano na ploču za odvođenje topline, često koristeći strukturu dvostrukog omotača dopiranu iterbijem: promjer jezgre od 10-20 μm, jednomodni/malomodni valovod, dopiran iterbijevim ionima; unutarnji promjer omotača doseže 400 μm i koristi se za prijenos višemodne pumpne svjetlosti.
1.4 Glava laserskog izlaza: Odgovorna je za konačni laserski izlaz i može se povezati s opremom za obradu putem standardnog interfejsa.
2. Osnovni princip rada
2.1 Rezonator za optičko pojačanje: sastavljen od para vlaknastih Braggovih rešetki (FBG): rešetka visoke refleksije (reflektivnost > 99%) reflektuje svjetlost ciljane valne dužine (npr. 1080 nm) nazad do vlakna za pojačanje; Izlazno spregnuta rešetka (reflektivnost 10% ~ 50%) djelimično reflektuje kako bi održala oscilaciju, a djelimično propušta kako bi formirala izlaz. Svjetlost pumpe pobuđuje ione iterbija kako bi proizvela spontanu emisiju, a fotoni koji zadovoljavaju zahtjeve valne dužine se više puta pojačavaju između rešetki, što na kraju formira stabilan laserski izlaz.
2.2 Odabir moda osigurava kvalitet snopa: S jedne strane, oslanjajući se na ograničenje talasovoda malog prečnika jezgrenog sloja, dozvoljen je samo prenos osnovnog moda sa malim gubicima; S druge strane, korištenjem visokog preklapanja između osnovnog moda i medija pojačanja (iterbijum joni), kao i karakteristika visokih gubitaka modova višeg reda, u kombinaciji sa dizajnom savijanja vlakana za dalje filtriranje modova višeg reda, na kraju se postiže visokokvalitetni izlaz osnovnog moda sa M² koji se približava 1.