تکامل فنی لیزرهای فیبر توان بالا

تکامل فنی لیزرهای فیبر توان بالا

بهینه سازی ازلیزر فیبرساختار

1، ساختار پمپ نور فضا

لیزرهای فیبر اولیه بیشتر از خروجی پمپ نوری استفاده می کردند.لیزرخروجی، قدرت خروجی آن کم است، به منظور بهبود سریع قدرت خروجی لیزرهای فیبر در مدت زمان کوتاه، مشکل بیشتری وجود دارد. در سال 1999، قدرت خروجی میدان تحقیق و توسعه لیزر فیبر برای اولین بار 10000 وات شکست، ساختار لیزر فیبر عمدتاً با استفاده از پمپاژ دو طرفه نوری، تشکیل یک تشدید کننده، با بررسی بازده شیب فیبر است. لیزر به 58.3 درصد رسید.
با این حال، اگرچه استفاده از نور پمپ فیبر و فناوری جفت لیزر برای توسعه لیزرهای فیبر می تواند به طور موثری توان خروجی لیزرهای فیبر را بهبود بخشد، اما در عین حال پیچیدگی وجود دارد که برای ساخت مسیر نوری لنز نوری مناسب نیست. هنگامی که لیزر در فرآیند ساخت مسیر نوری باید جابجا شود، سپس مسیر نوری نیز نیاز به تنظیم مجدد دارد، که کاربرد گسترده لیزرهای فیبر ساختار پمپ نوری را محدود می کند.

2، ساختار نوسانگر مستقیم و ساختار MOPA

با توسعه لیزرهای فیبر، رقیق کننده های قدرت روکش دار به تدریج جایگزین اجزای لنز شده اند، مراحل توسعه لیزرهای فیبر را ساده کرده و به طور غیرمستقیم راندمان تعمیر و نگهداری لیزرهای فیبر را بهبود می بخشد. این روند توسعه نمادی از کاربردی بودن تدریجی لیزرهای فیبر است. ساختار اسیلاتور مستقیم و ساختار MOPA دو ساختار رایج لیزرهای فیبر در بازار هستند. ساختار نوسانگر مستقیم به این صورت است که گریتینگ طول موج را در فرآیند نوسان انتخاب می کند و سپس طول موج انتخابی را خروجی می دهد، در حالی که MOPA از طول موج انتخاب شده توسط گریتینگ به عنوان نور بذر استفاده می کند و نور بذر تحت تأثیر اولین نور تقویت می شود. تقویت کننده سطح، بنابراین قدرت خروجی لیزر فیبر نیز تا حدی بهبود می یابد. برای مدت طولانی، لیزرهای فیبر با ساختار MPOA به عنوان ساختار ترجیحی برای لیزرهای فیبر پرقدرت استفاده می‌شود. با این حال، مطالعات بعدی نشان داده است که خروجی توان بالا در این ساختار به راحتی منجر به ناپایداری توزیع فضایی در داخل لیزر فیبر می شود و روشنایی لیزر خروجی تا حدی تحت تأثیر قرار می گیرد که تأثیر مستقیم نیز دارد. بر روی اثر خروجی با توان بالا

با توسعه فناوری پمپاژ

طول موج پمپاژ لیزر فیبر اولیه دوپ شده با ایتربیوم معمولاً 915 نانومتر یا 975 نانومتر است، اما این دو طول موج پمپاژ پیک جذب یون های ایتربیوم هستند، بنابراین پمپاژ مستقیم نامیده می شود، پمپاژ مستقیم به دلیل از دست دادن کوانتومی به طور گسترده ای مورد استفاده قرار نگرفته است. فناوری پمپاژ درون باند توسعه فناوری پمپاژ مستقیم است که در آن طول موج بین طول موج پمپاژ و طول موج فرستنده مشابه است و نرخ تلفات کوانتومی پمپاژ درون باند کمتر از پمپاژ مستقیم است.

لیزر فیبر با قدرت بالاگلوگاه توسعه فناوری

اگرچه لیزرهای فیبر دارای ارزش کاربردی بالایی در صنایع نظامی، پزشکی و سایر صنایع هستند، چین کاربرد گسترده لیزرهای فیبر را از طریق نزدیک به 30 سال تحقیق و توسعه فناوری ترویج داده است، اما اگر می خواهید لیزرهای فیبری را بسازید که توان خروجی بالاتری داشته باشد، هنوز هم وجود دارد. تنگناهای زیادی در فناوری موجود وجود دارد. به عنوان مثال، آیا توان خروجی لیزر فیبر می تواند به یک حالت تک فیبر 36.6 کیلووات برسد یا خیر. تأثیر قدرت پمپاژ بر توان خروجی لیزر فیبر؛ تاثیر اثر لنز حرارتی بر توان خروجی لیزر فیبر

علاوه بر این، تحقیق در مورد فناوری توان خروجی بالاتر لیزر فیبر باید پایداری حالت عرضی و اثر تاریک شدن فوتون را نیز در نظر بگیرد. با بررسی، مشخص می شود که ضریب تأثیر ناپایداری حالت عرضی گرمایش فیبر است و اثر تیره شدن فوتون عمدتاً به این اشاره دارد که وقتی لیزر فیبری به طور مداوم صدها وات یا چند کیلووات توان تولید می کند، توان خروجی یک نشان می دهد. روند کاهش سریع، و درجه خاصی از محدودیت در خروجی توان بالای مداوم لیزر فیبر وجود دارد.

اگرچه در حال حاضر علل خاص اثر تیره شدن فوتون به وضوح تعریف نشده است، اکثر مردم بر این باورند که مرکز نقص اکسیژن و جذب انتقال بار می تواند منجر به وقوع اثر تیره شدن فوتون شود. در مورد این دو عامل، راه های زیر برای مهار اثر تیره شدن فوتون پیشنهاد شده است. مانند آلومینیوم، فسفر و غیره، برای جلوگیری از جذب انتقال بار، و سپس فیبر فعال بهینه شده آزمایش و اعمال می شود، استاندارد خاص حفظ توان خروجی 3 کیلو وات برای چندین ساعت و حفظ خروجی پایدار توان 1 کیلووات برای 100 ساعت است.