تکامل فنی لیزرهای فیبر قدرت بالا

تکامل فنی لیزرهای فیبر قدرت بالا

بهینه سازیلیزر فیبرساختار

1 ، ساختار پمپ نور فضا

لیزرهای فیبر اولیه بیشتر از خروجی پمپ نوری استفاده می کردند ،لیزرخروجی ، انرژی خروجی آن کم است ، به منظور بهبود سریع توان خروجی لیزرهای فیبر در مدت زمان کوتاه ، مشکل بیشتری وجود دارد. در سال 1999 ، قدرت خروجی زمینه تحقیق و توسعه لیزر فیبر برای اولین بار 10،000 وات را شکست ، ساختار لیزر فیبر عمدتاً استفاده از پمپاژ دو طرفه نوری است که یک تشدید کننده را تشکیل می دهد ، با بررسی راندمان شیب لیزر فیبر به 58.3 ٪ رسید.
با این حال ، اگرچه استفاده از فن آوری اتصال پمپ فیبر و فن آوری اتصال لیزر برای توسعه لیزرهای فیبر می تواند به طور موثری قدرت خروجی لیزرهای فیبر را بهبود بخشد ، اما در همان زمان پیچیدگی وجود دارد ، که برای ساختن مسیر نوری به صورت فنی مناسب نیست ، یک بار لیزر نیاز به جابجایی در مسیر ساخت و ساز مسیر نوری دارد ، پس از آن که مسیر نوری نیز مورد نیاز قرار گیرد ، مسیر نوری نیز مورد نیاز قرار گیرد ، پس از آن نیاز به ساختار نوری است. لیزر

2 ، ساختار نوسان ساز مستقیم و ساختار MOPA

با توسعه لیزرهای فیبر ، نوارهای برق روکش به تدریج جایگزین اجزای لنز شده اند ، مراحل توسعه لیزرهای فیبر و بهبود غیرمستقیم راندمان نگهداری لیزرهای فیبر را ساده می کنند. این روند توسعه سمبل عملی تدریجی لیزرهای فیبر است. ساختار نوسان ساز مستقیم و ساختار MOPA دو ساختار متداول لیزرهای فیبر در بازار هستند. ساختار نوسان ساز مستقیم این است که گریت طول موج را در فرآیند نوسان انتخاب می کند ، و سپس طول موج انتخاب شده را خروجی می کند ، در حالی که MOPA از طول موج انتخاب شده توسط گریت به عنوان چراغ بذر استفاده می کند ، و چراغ بذر تحت عمل تقویت کننده سطح اول تقویت می شود ، بنابراین قدرت خروجی لیزر فیبر نیز به طور مشخص بهبود می یابد. برای مدت زمان طولانی ، از لیزرهای فیبر با ساختار MPOA به عنوان ساختار ترجیحی برای لیزرهای فیبر با قدرت بالا استفاده شده است. با این حال ، مطالعات بعدی نشان داده اند که خروجی با قدرت بالا در این ساختار به راحتی منجر به بی ثباتی توزیع مکانی در لیزر فیبر می شود و روشنایی لیزر خروجی تا حدی تحت تأثیر قرار می گیرد ، که همچنین تأثیر مستقیمی بر اثر خروجی قدرت بالا دارد.

با توسعه فناوری پمپاژ

طول موج پمپاژ لیزر فیبر دوپ شده اولیه Ytterbium-Doped معمولاً 915 نانومتر یا 975 نانومتر است ، اما این دو طول موج پمپاژ قله های جذب یون های Ytterbium هستند ، بنابراین به آن پمپاژ مستقیم گفته می شود ، پمپاژ مستقیم به دلیل از دست دادن کمیت استفاده نشده است. فناوری پمپاژ در باند ، گسترش فناوری پمپاژ مستقیم است که در آن طول موج بین طول موج پمپاژ و طول موج انتقال دهنده مشابه است و میزان از دست دادن کوانتومی پمپاژ در باند کوچکتر از پمپاژ مستقیم است.

لیزر فیبر قدرت بالاتنگنا توسعه فناوری

اگرچه لیزرهای فیبر در صنایع نظامی ، پزشکی و سایر صنایع دارای ارزش کاربردی بالایی هستند ، اما چین تقریباً 30 سال تحقیق و توسعه فناوری ، استفاده گسترده از لیزرهای فیبر را ارتقا داده است ، اما اگر می خواهید لیزرهای فیبر بتوانید از قدرت بالاتری برخوردار باشند ، هنوز هم تنگناهای زیادی در فناوری موجود وجود دارد. به عنوان مثال ، آیا قدرت خروجی لیزر فیبر می تواند به یک حالت تک فیبر 36.6 کیلو وات برسد. تأثیر قدرت پمپاژ بر قدرت خروجی لیزر فیبر. تأثیر اثر لنز حرارتی بر قدرت خروجی لیزر فیبر.

علاوه بر این ، تحقیق در مورد فناوری خروجی با قدرت بالاتر لیزر فیبر نیز باید پایداری حالت عرضی و اثر تاریک شدن فوتون را در نظر بگیرد. از طریق بررسی ، واضح است که ضریب تأثیر ناپایداری حالت عرضی ، گرمایش فیبر است ، و اثر تاریک شدن فوتون عمدتاً به این نکته اشاره دارد که وقتی لیزر فیبر به طور مداوم صدها وات یا چند کیلووات قدرت را خروجی می کند ، قدرت خروجی روند کمتری را نشان می دهد ، و میزان مشخصی از محدودیت با قدرت بالایی از لیزر فیبری وجود دارد.

اگرچه علل خاص اثر تاریک شدن فوتون در حال حاضر به وضوح تعریف نشده است ، اما بیشتر مردم معتقدند که مرکز نقص اکسیژن و جذب انتقال بار می تواند منجر به بروز اثر تاریک شدن فوتون شود. در مورد این دو عامل ، روشهای زیر برای مهار اثر تاریک شدن فوتون ارائه شده است. مانند آلومینیوم ، فسفر و غیره ، به طوری که برای جلوگیری از جذب شارژ از انتقال شارژ ، و سپس فیبر فعال بهینه آزمایش شده و اعمال می شود ، استاندارد خاص حفظ توان 3 کیلو وات برای چند ساعت و حفظ قدرت پایدار 1 کیلو وات به مدت 100 ساعت است.