Tehnička evolucija vlaknastih lasera velike snage

Tehnička evolucija vlaknastih lasera velike snage

Optimizacijafiber laserstrukturu

1, struktura svjetlosne pumpe

Rani laseri sa vlaknima su uglavnom koristili izlaz optičke pumpe,laserizlaz, njegova izlazna snaga je mala, da bi se brzo poboljšala izlazna snaga lasera sa vlaknima u kratkom vremenskom periodu postoji veća poteškoća. Godine 1999. izlazna snaga polja za istraživanje i razvoj lasera s vlaknima po prvi put je probila 10.000 vati, struktura lasera s vlaknima je uglavnom korištenje optičkog dvosmjernog pumpanja, formirajući rezonator, uz istraživanje efikasnosti nagiba vlakna laser dostigao 58,3%.
Međutim, iako upotreba svjetlosti vlaknaste pumpe i tehnologije spajanja lasera za razvoj lasera s vlaknima može učinkovito poboljšati izlaznu snagu lasera s vlaknima, ali u isto vrijeme postoji složenost koja ne pogoduje optičkom sočivu za izgradnju optičkog puta, Jednom kada laser treba da se pomeri u procesu izgradnje optičke putanje, onda je potrebno i optičku putanju ponovo podesiti, što ograničava široku primenu optičkih lasera sa strukturom pumpe.

2, struktura direktnog oscilatora i MOPA struktura

Sa razvojem fiber lasera, uređaji za skidanje snage za oblaganje postepeno su zamijenili komponente sočiva, pojednostavljujući razvojne korake fiber lasera i indirektno poboljšavajući efikasnost održavanja fiber lasera. Ovaj razvojni trend simbolizira postupnu praktičnost fiber lasera. Struktura direktnog oscilatora i MOPA struktura su dvije najčešće strukture fiber lasera na tržištu. Struktura direktnog oscilatora je da rešetka bira talasnu dužinu u procesu oscilovanja, a zatim daje izabranu talasnu dužinu, dok MOPA koristi talasnu dužinu odabranu od rešetke kao osnovno svetlo, a seme svetlost se pojačava pod dejstvom prvog -pojačalo nivoa, tako da će se i izlazna snaga fiber lasera u određenoj mjeri poboljšati. Dugo vremena, vlaknasti laseri sa MPOA strukturom su korišteni kao poželjna struktura za vlaknaste lasere velike snage. Međutim, naknadne studije su otkrile da je izlaz velike snage u ovoj strukturi lako dovesti do nestabilnosti prostorne distribucije unutar lasera s vlaknima, a svjetlina izlaznog lasera će biti pogođena u određenoj mjeri, što također ima direktan utjecaj na izlaznom efektu velike snage.

Sa razvojem pumpne tehnologije

Talasna dužina pumpanja ranog lasera s vlaknima dopiranog iterbijem je obično 915 nm ili 975 nm, ali ove dvije valne dužine pumpanja su apsorpcijski vrhovi iterbijevih jona, pa se naziva direktno pumpanje, direktno pumpanje nije široko korišteno zbog kvantnog gubitka. Tehnologija unutarpojasnog pumpanja je proširenje tehnologije direktnog crpljenja, u kojoj je valna dužina između valne dužine pumpanja i valne dužine odašiljanja slična, a kvantna stopa gubitka unutarpojasnog pumpanja je manja od one kod direktnog pumpanja.

Laser sa vlaknima velike snageusko grlo u razvoju tehnologije

Iako vlaknasti laseri imaju visoku primjenu u vojnoj, medicinskoj i drugim industrijama, Kina je promovirala široku primjenu lasera s vlaknima kroz skoro 30 godina tehnološkog istraživanja i razvoja, ali ako želite da vlaknasti laseri mogu proizvesti veću snagu, još uvijek postoje mnoga uska grla u postojećoj tehnologiji. Na primjer, da li izlazna snaga lasera s vlaknima može doseći 36,6KW jednostrukih vlakana i jednog moda; Utjecaj snage pumpe na izlaznu snagu fiber lasera; Utjecaj efekta termičkog sočiva na izlaznu snagu fiber lasera.

Osim toga, istraživanje tehnologije veće izlazne snage fiber lasera također treba uzeti u obzir stabilnost poprečnog moda i efekta zamračenja fotona. Kroz istraživanje je jasno da je faktor utjecaja nestabilnosti poprečnog moda zagrijavanje vlakana, a efekat zamračenja fotona uglavnom se odnosi na to da kada laser s vlaknima kontinuirano proizvodi stotine vati ili nekoliko kilovata snage, izlazna snaga će pokazati brzi trend opadanja i postoji određeni stepen ograničenja za kontinuiranu izlaznu snagu lasera sa vlaknima.

Iako specifični uzroci efekta zamračenja fotona trenutno nisu jasno definirani, većina ljudi vjeruje da defektni centar kisika i apsorpcija prijenosa naboja mogu dovesti do pojave efekta zamračenja fotona. Na ova dva faktora predlažu se sljedeći načini za inhibiranje efekta zamračenja fotona. Kao što su aluminij, fosfor, itd., Kako bi se izbjegla apsorpcija prijenosa naboja, a zatim se testira i primjenjuje optimizirano aktivno vlakno, specifični standard je održavanje izlazne snage od 3KW nekoliko sati i održavanje stabilne snage od 1KW 100 sati.