Komposisi sistem laser serat daya tinggi

Komposisi sistem laser serat daya tinggi
1. Komposisi sistem
Laser serat berdaya tinggi terdiri dari empat bagian: sumber pompa, penggabung pompa, serat penguat, dan kepala keluaran laser.
1.1 Sumber pompa: Daya keluaran dari satu chip laser hanya 10W~50W, dan 6~50 chip akan diintegrasikan dan dikemas sesuai permintaan; Jika terdapat banyak chip, penggabungan berkas spasial dan penggabungan berkas polarisasi akan digabungkan untuk meningkatkan daya. Daya dari satu sumber pompa berkisar dari puluhan hingga ratusan watt, dan untuk mencapai daya keluaran tingkat kilowatt, lebih dari 10 sumber pompa perlu dihubungkan secara seri (seperti laser Ruike yang menggunakan kombinasi 11 sumber pompa).
1.2 Penggabung pompa: Diproduksi melalui teknologi penyambungan fusi serat optik, beberapa modul pompa digabungkan secara optik ke dalam serat yang sama.
1.3 Serat penguat: dengan panjang yang sering melebihi 30 meter, serat ini akan digulung dan dipasang pada pelat pembuangan panas, sering menggunakan struktur kelubung ganda yang didoping iterbium: diameter inti 10-20 μm, pandu gelombang mode tunggal/mode sedikit, didoping dengan ion iterbium; diameter kelubung dalam mencapai 400 μm dan digunakan untuk mentransmisikan cahaya pompa multi-mode.
1.4 Kepala Keluaran Laser: Bertanggung jawab atas keluaran laser akhir dan dapat dihubungkan ke peralatan pemrosesan melalui antarmuka standar.
2. Prinsip kerja inti
2.1 Resonator untuk amplifikasi optik: terdiri dari sepasang kisi Bragg serat (FBG): kisi refleksi tinggi (reflektivitas >99%) memantulkan cahaya dengan panjang gelombang target (seperti 1080nm) kembali ke serat penguat; kisi kopling keluaran (reflektivitas 10%~50%) sebagian memantulkan untuk mempertahankan osilasi, dan sebagian meneruskan untuk membentuk keluaran. Cahaya pompa mengeksitasi ion iterbium untuk menghasilkan emisi spontan, dan foton yang memenuhi persyaratan panjang gelombang diperkuat berulang kali di antara kisi-kisi, akhirnya membentuk keluaran laser yang stabil.
2.2 Pemilihan mode memastikan kualitas berkas: Di satu sisi, dengan mengandalkan keterbatasan pandu gelombang lapisan inti berdiameter kecil, hanya transmisi mode fundamental dengan kerugian rendah yang diperbolehkan; Di sisi lain, dengan memanfaatkan tumpang tindih yang tinggi antara mode fundamental dan medium penguatan (ion iterbium), serta karakteristik kerugian tinggi dari mode orde tinggi, dikombinasikan dengan desain pembengkokan serat untuk lebih menyaring mode orde tinggi, keluaran mode fundamental berkualitas tinggi dengan M² mendekati 1 akhirnya tercapai.