Technický vývoj vysoko výkonných vlákien laserov

Technický vývoj vysoko výkonných vlákien laserov

Optimalizáciavláknitý laserštruktúra

1, štruktúra čerpadla Space Light

Lasery skorých vlákien sa väčšinou používajú výstup optického čerpadla,laserVýstup, jeho výstupný výkon je nízky, aby sa rýchlo zlepšil výstupný výkon vláknitých laserov v krátkom časovom období, existuje väčšia ťažkosť. V roku 1999 výstupná sila výstupného laserového výskumu a rozvoja poľa po prvýkrát prelomila 10 000 wattov. Štruktúra vláknového lasera je hlavne použitie optického obojsmerného čerpania, ktoré tvorí rezonátor, pričom skúmajú účinnosť sklonu vláknitého lasera dosiahnuté 58,3%.
Aj keď použitie svetla vláknitej čerpadla a laserovej spojovacej technológie na vývoj vláknových laserov môže účinne zlepšiť výstupný výkon vláknitých laserov, ale zároveň existuje zložitosť, ktorá nevedie k optickej šošovke na vybudovanie optickej dráhy, akonáhle sa laser musí presunúť v procese budovania optickej cesty, potom optickou cestou musí byť tiež optická cesta lasery vlákna čerpadla.

2, Priama štruktúra oscilátora a štruktúra MOPA

S rozvojom vláknových laserov striptéry na opláštenie postupne nahradili komponenty šošoviek, čo zjednodušuje vývojové kroky vláknových laserov a nepriamo zlepšujú účinnosť údržby laserov. Tento vývojový trend symbolizuje postupnú praktickosť vlákien laserov. Priama štruktúra oscilátora a štruktúra MOPA sú dve najbežnejšie štruktúry vlákien laserov na trhu. Priama štruktúra oscilátora je, že mriežka vyberá vlnovú dĺžku v procese oscilácie a potom výstupuje zvolená vlnová dĺžka, zatiaľ čo MOPA používa vlnovú dĺžku vybranú mriežkou ako osivo a osivo sa zvyšuje aj pri pôsobení zosilňovača prvej úrovne, takže výstupný výkon vláknového laseru sa tiež zlepší do určitej miery. Po dlhú dobu sa ako preferovaná štruktúra pre vysoko výkonné vláknové lasery použili vláknité lasery so štruktúrou MPOA. Následné štúdie však zistili, že vysokovýkonný výstup v tejto štruktúre je ľahké viesť k nestabilite priestorového rozloženia vo vnútri vláknového laseru a jasný laserový jas bude ovplyvnený do istej miery, čo má priamy vplyv na výkonný výkon vysokého výkonu.

S vývojom technológie čerpania

Čerpacia vlnová dĺžka skorého laseru vlákna dopovaných Ytterbium je zvyčajne 915 Nm alebo 975nm, ale tieto dve čerpacie vlnové dĺžky sú absorpčné vrcholy ytterbium iónov, takže sa nazýva priame čerpanie, priame čerpanie sa nezvyčajne nepoužíva z dôvodu kvantovej straty. Technológia čerpania v pásme je rozšírením technológie priameho čerpania, pri ktorej je vlnová dĺžka medzi čerpacou vlnovou dĺžkou a vysielacou vlnovou dĺžkou podobná a rýchlosť kvantovej straty čerpania v pásme je menšia ako pri priamom čerpaní.

Laser s vysokým výkonomTechnologický rozvoj úzkeho miesta

Aj keď vláknité lasery majú vysokú hodnotu uplatňovania vo vojenských, lekárskych a iných odvetviach, Čína propagovala širokú aplikáciu vláknových laserov prostredníctvom takmer 30 rokov technologického výskumu a vývoja, ale ak chcete, aby vláknité lasery dokázali vyššiu energiu, v existujúcej technológii stále existuje veľa problémov. Napríklad, či výstupný výkon vláknového laseru môže dosiahnuť jednorazový režim s jedným vláknom 36,6 kW; Vplyv čerpacej energie na výstupný výkon laserového vlákna; Vplyv účinku tepelnej šošovky na výstupnú silu vláknového lasera.

Výskum technológie vyššieho výkonu vláknového lasera by okrem toho mal zvážiť aj stabilitu priečneho režimu a účinku na stmavenie fotónov. Prostredníctvom skúmania je zrejmé, že vplyvom nestability v oblasti priečneho režimu je ohrev vlákna a účinok stmavnutia fotónu sa týka hlavne, že keď vlákno laser nepretržite výstupuje stovky wattov alebo niekoľko kilowattov energie, výstupný výkon vykazuje rýchly pokles trendu a bude existovať určitý stupeň obmedzenia na kontinuálnom vysokom výkonovom výstupe z vláknového lasera.

Aj keď špecifické príčiny účinku stmavnutia fotónov neboli v súčasnosti jasne definované, väčšina ľudí sa domnieva, že centrum defektov kyslíka a absorpcia prenosu náboja môžu viesť k výskytu účinku stmavnutia fotónov. Pokiaľ ide o tieto dva faktory, navrhujú sa nasledujúce spôsoby, ako inhibovať účinok stmavnutia fotónu. Napríklad hliník, fosfor atď., Aby sa predišlo absorpcii prenosu náboja, a potom sa testuje optimalizovaná aktívna vlákna a aplikuje sa špecifickým štandardom na udržanie výstupu 3 kW na niekoľko hodín a udržanie stabilného výkonu 1 kW počas 100 hodín.