Technický vývoj vysokovýkonných vláknových laserov

Technický vývoj vysokovýkonných vláknových laserov

Optimalizáciavláknový laserštruktúru

1, konštrukcia vesmírneho svetelného čerpadla

Skoré vláknové lasery väčšinou používali výstup optickej pumpy,laservýstup, jeho výstupný výkon je nízky, s cieľom rýchleho zlepšenia výstupného výkonu vláknových laserov v krátkom čase je väčší problém. V roku 1999 výstupný výkon oblasti výskumu a vývoja vláknového lasera prvýkrát prelomil 10 000 wattov, štruktúra vláknového lasera je hlavne použitie optického obojsmerného čerpania, ktoré tvorí rezonátor, so skúmaním účinnosti sklonu vlákna. laser dosiahol 58,3 %.
Avšak aj keď použitie technológie vláknového čerpadla svetla a laserovej spojovacej technológie na vývoj vláknových laserov môže účinne zlepšiť výstupný výkon vláknových laserov, zároveň je tu zložitosť, ktorá neprispieva k tomu, aby optická šošovka vytvorila optickú dráhu, akonáhle je potrebné posunúť laser v procese budovania optickej dráhy, potom je potrebné optickú dráhu tiež znovu upraviť, čo obmedzuje široké použitie vláknových laserov so štruktúrou optickej pumpy.

2, štruktúra priameho oscilátora a štruktúra MOPA

S vývojom vláknových laserov, odstraňovače povlakov postupne nahradili komponenty šošoviek, čím sa zjednodušili vývojové kroky vláknových laserov a nepriamo sa zlepšila účinnosť údržby vláknových laserov. Tento vývojový trend symbolizuje postupnú praktickosť vláknových laserov. Štruktúra priameho oscilátora a štruktúra MOPA sú dve najbežnejšie štruktúry vláknových laserov na trhu. Štruktúra priameho oscilátora spočíva v tom, že mriežka vyberá vlnovú dĺžku v procese oscilácie a potom vydáva zvolenú vlnovú dĺžku, zatiaľ čo MOPA používa vlnovú dĺžku zvolenú mriežkou ako zárodočné svetlo a zárodočné svetlo sa zosilňuje pôsobením prvého -úrovňový zosilňovač, takže sa do určitej miery zlepší aj výstupný výkon vláknového lasera. Po dlhú dobu sa vláknové lasery so štruktúrou MPOA používali ako preferovaná štruktúra pre vysokovýkonné vláknové lasery. Následné štúdie však zistili, že vysoký výkon v tejto štruktúre ľahko vedie k nestabilite priestorovej distribúcie vo vnútri vláknového lasera a jas výstupného lasera bude do určitej miery ovplyvnený, čo má tiež priamy vplyv. na efekte vysokého výkonu.

S rozvojom čerpacej techniky

Čerpacia vlnová dĺžka skorého yterbiom dopovaného vláknového lasera je zvyčajne 915nm alebo 975nm, ale tieto dve čerpacie vlnové dĺžky sú absorpčné vrcholy iónov ytterbia, preto sa nazýva priame čerpanie, priame čerpanie nebolo široko používané kvôli kvantovej strate. Technológia vnútropásmového čerpania je rozšírením technológie priameho čerpania, v ktorej je vlnová dĺžka medzi čerpacou vlnovou dĺžkou a vysielacou vlnovou dĺžkou podobná a kvantová strata pri čerpaní vnútri pásma je menšia ako pri priamom čerpaní.

Vysokovýkonný vláknový laserprekážka vývoja technológií

Hoci vláknové lasery majú vysokú aplikačnú hodnotu vo vojenskom, lekárskom a inom priemysle, Čína podporila široké uplatnenie vláknových laserov prostredníctvom takmer 30-ročného technologického výskumu a vývoja, ale ak chcete, aby vláknové lasery dosahovali vyšší výkon, stále existujú veľa prekážok v existujúcej technológii. Napríklad, či výstupný výkon vláknového lasera môže dosiahnuť jednovláknový single-mode 36,6 kW; Vplyv čerpacieho výkonu na výstupný výkon vláknového lasera; Vplyv účinku tepelnej šošovky na výstupný výkon vláknového lasera.

Okrem toho by výskum technológie s vyšším výkonom vláknového lasera mal zvážiť aj stabilitu priečneho režimu a efekt stmavnutia fotónov. Skúmaním je jasné, že faktorom ovplyvňujúcim nestabilitu priečneho režimu je zahrievanie vlákna a efekt stmavnutia fotónov sa týka hlavne toho, že keď vláknový laser nepretržite vydáva stovky wattov alebo niekoľko kilowattov výkonu, výstupný výkon bude vykazovať trend rýchleho poklesu a existuje určitá miera obmedzenia kontinuálneho vysokého výkonu vláknového lasera.

Hoci špecifické príčiny efektu stmavnutia fotónov neboli v súčasnosti jasne definované, väčšina ľudí verí, že centrum defektu kyslíka a absorpcia prenosu náboja môže viesť k vzniku efektu stmavnutia fotónov. Na základe týchto dvoch faktorov sú navrhnuté nasledujúce spôsoby na inhibíciu efektu stmavnutia fotónov. Ako hliník, fosfor atď., Aby sa predišlo absorpcii prenosu náboja a potom sa testuje a aplikuje optimalizované aktívne vlákno, špecifickým štandardom je udržiavať výkon 3KW niekoľko hodín a udržiavať stabilný výkon 1KW po dobu 100 hodín.