Tehnički razvoj visokosnažnih vlaknastih lasera

Tehnički razvoj visokosnažnih vlaknastih lasera

Optimizacijavlaknasti laserstruktura

1, struktura svemirske svjetlosne pumpe

Rani vlaknasti laseri uglavnom su koristili izlaz optičke pumpe,laserizlaz, njegova izlazna snaga je niska, kako bi se brzo poboljšala izlazna snaga vlaknastih lasera u kratkom vremenskom razdoblju, postoji veća poteškoća. Godine 1999. izlazna snaga područja istraživanja i razvoja vlaknastih lasera prvi put je premašila 10.000 W, struktura vlaknastog lasera uglavnom se temelji na optičkom dvosmjernom pumpanju, formirajući rezonator, a istraživanjem nagiba učinkovitosti vlaknastog lasera dosegnulo je 58,3%.
Međutim, iako korištenje tehnologije vlaknaste pumpe i laserskog spajanja za razvoj vlaknastih lasera može učinkovito poboljšati izlaznu snagu vlaknastih lasera, istovremeno postoji složenost koja ne pogoduje optičkoj leći za izgradnju optičkog puta. Nakon što se laser treba pomaknuti u procesu izgradnje optičkog puta, tada se optički put također mora ponovno podesiti, što ograničava široku primjenu vlaknastih lasera sa strukturom optičke pumpe.

2, struktura izravnog oscilatora i MOPA struktura

Razvojem vlaknastih lasera, skidači snage oblaganja postupno su zamijenili komponente leća, pojednostavljujući korake razvoja vlaknastih lasera i neizravno poboljšavajući učinkovitost održavanja vlaknastih lasera. Ovaj trend razvoja simbolizira postupnu praktičnost vlaknastih lasera. Struktura izravnog oscilatora i MOPA struktura dvije su najčešće strukture vlaknastih lasera na tržištu. Struktura izravnog oscilatora je takva da rešetka odabire valnu duljinu u procesu oscilacije, a zatim izlazi odabranu valnu duljinu, dok MOPA koristi valnu duljinu odabranu rešetkom kao početnu svjetlost, a početna svjetlost se pojačava djelovanjem pojačala prve razine, tako da će se izlazna snaga vlaknastog lasera također do određene mjere poboljšati. Dugo vremena, vlaknasti laseri s MPOA strukturom korišteni su 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 raspodjele unutar vlaknastog lasera, a izlazna svjetlina lasera će biti do određene mjere pogođena, što također izravno utječe na učinak izlaza velike snage.

S razvojem tehnologije pumpanja

Valna duljina pumpanja ranog iterbijem dopiranog vlaknastog lasera obično je 915 nm ili 975 nm, ali ove dvije valne duljine pumpanja su apsorpcijski vrhovi iterbijevih iona, pa se naziva izravno pumpanje. Izravno pumpanje nije široko korišteno zbog kvantnih gubitaka. Tehnologija pumpanja u pojasu je proširenje tehnologije izravnog pumpanja, u kojoj je valna duljina između valne duljine pumpanja i valne duljine odašiljanja slična, a stopa kvantnih gubitaka kod pumpanja u pojasu je manja od one kod izravnog pumpanja.

Visokosnažni vlaknasti laserusko grlo u razvoju tehnologije

Iako vlaknasti laseri imaju visoku primjenjivu vrijednost 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, može li izlazna snaga vlaknastog lasera doseći 36,6 kW u jednom modu vlakna; Utjecaj snage pumpanja na izlaznu snagu vlaknastog lasera; Utjecaj efekta termalne leće na izlaznu snagu vlaknastog lasera.

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

Iako specifični uzroci efekta fotonskog tamnjenja trenutno nisu jasno definirani, većina ljudi vjeruje da centar za defekt kisika i apsorpcija prijenosa naboja mogu dovesti do pojave efekta fotonskog tamnjenja. Na temelju ova dva faktora, predlažu se sljedeći načini za sprječavanje 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.