Tehnička evolucija visokosnažnih vlaknastih lasera

Tehnička evolucija visokosnažnih vlaknastih lasera

Optimizacijavlaknasti laserstruktura

1, struktura svemirske svjetlosne pumpe

Rani vlaknasti laseri su uglavnom koristili izlaz optičke pumpe,laserIzlazna snaga vlaknastih lasera je niska, što predstavlja veći problem za brzo poboljšanje izlazne snage vlaknastih lasera u kratkom vremenskom periodu. Godine 1999. izlazna snaga u istraživačko-razvojnom polju vlaknastih lasera prvi put je premašila 10.000 vati. Struktura vlaknastih lasera se uglavnom zasniva na optičkom dvosmjernom pumpanju, formiranju rezonatora, a istraživanjem nagiba efikasnosti vlaknastih lasera dostiglo je 58,3%.
Međutim, iako upotreba svjetlosti vlaknaste pumpe i tehnologije spajanja lasera za razvoj vlaknastih lasera može efikasno poboljšati izlaznu snagu vlaknastih lasera, istovremeno postoji složenost koja ne pogoduje optičkom sočivu za izgradnju optičkog puta. Kada se laser treba pomaknuti u procesu izgradnje optičkog puta, tada se optički put također mora ponovo podesiti, što ograničava široku primjenu vlaknastih lasera sa strukturom optičke pumpe.

2, struktura direktnog oscilatora i MOPA struktura

Razvojem vlaknastih lasera, uređaji za skidanje obloga postepeno su zamijenili komponente sočiva, pojednostavljujući korake razvoja vlaknastih lasera i indirektno poboljšavajući efikasnost održavanja vlaknastih lasera. Ovaj trend razvoja simbolizira postepenu praktičnost vlaknastih lasera. Struktura direktnog oscilatora i MOPA struktura su dvije najčešće strukture vlaknastih lasera na tržištu. Struktura direktnog oscilatora je takva da rešetka bira talasnu dužinu u procesu oscilacije, a zatim daje odabranu talasnu dužinu, dok MOPA koristi talasnu dužinu koju je odabrala rešetka kao početnu svjetlost, a početna svjetlost se pojačava djelovanjem pojačala prvog nivoa, tako da će se i izlazna snaga vlaknastog lasera do određene mjere poboljšati. Dugo vremena, vlaknasti laseri sa MPOA strukturom su se koristili kao preferirana struktura za vlaknaste lasere velike snage. Međutim, naknadne studije su otkrile da izlaz velike snage u ovoj strukturi lako dovodi do nestabilnosti prostorne distribucije unutar vlaknastog lasera, te da će izlazna svjetlina lasera biti do određene mjere pogođena, što također direktno utiče na efekat izlaza velike snage.

S razvojem tehnologije pumpanja

Talasna dužina pumpanja ranih vlaknastih lasera dopiranih iterbijem obično je 915nm ili 975nm, ali ove dvije talasne dužine pumpanja su apsorpcioni vrhovi iterbija jona, pa se naziva direktno pumpanje. Direktno pumpanje nije široko korišteno zbog kvantnih gubitaka. Tehnologija pumpanja u opsegu je proširenje tehnologije direktnog pumpanja, kod koje je talasna dužina između talasne dužine pumpanja i talasne dužine odašiljanja slična, a stopa kvantnih gubitaka kod pumpanja u opsegu je manja od one kod direktnog pumpanja.

Visokosnažni vlaknasti laserusko grlo u razvoju tehnologije

Iako vlaknasti laseri imaju visoku primjenu u vojnoj, medicinskoj i drugim industrijama, Kina je promovirala široku primjenu vlaknastih lasera kroz gotovo 30 godina istraživanja i razvoja tehnologije, ali ako želite da vlaknasti laseri mogu proizvoditi veću snagu, još uvijek postoje mnoga uska grla u postojećoj tehnologiji. Na primjer, da li izlazna snaga vlaknastog lasera može dostići 36,6 kW u jednom modu vlakna; Utjecaj snage pumpanja na izlaznu snagu vlaknastog lasera; Utjecaj efekta termalne leće na izlaznu snagu vlaknastog lasera.

Pored toga, istraživanje tehnologije veće izlazne snage vlaknastih lasera trebalo bi uzeti u obzir i stabilnost transverzalnog moda i efekat fotonskog potamnjenja. Istraživanjem je jasno da je faktor uticaja nestabilnosti transverzalnog moda zagrijavanje vlakna, a efekat fotonskog potamnjenja se uglavnom odnosi na to da kada vlaknasti laser kontinuirano daje stotine vati ili nekoliko kilovata snage, izlazna snaga će pokazati trend brzog pada, te postoji određeni stepen ograničenja kontinuiranog visokog izlaza vlaknastog lasera.

Iako specifični uzroci efekta fotonskog tamnjenja trenutno nisu jasno definirani, većina ljudi vjeruje da centar defekta kisika i apsorpcija prijenosa naboja mogu dovesti do pojave efekta fotonskog tamnjenja. Na osnovu ova dva faktora, predloženi su sljedeći načini za inhibiranje efekta fotonskog tamnjenja. Na primjer, 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 3 kW nekoliko sati i održavanje stabilne izlazne snage od 1 kW 100 sati.