Evolusi teknis laser serat berdaya tinggi

Evolusi teknis laser serat berdaya tinggi

Optimasiserat laserstruktur

1, struktur pompa lampu ruang angkasa

Laser serat awal sebagian besar menggunakan keluaran pompa optik,laserOutput, daya outputnya rendah, untuk meningkatkan daya output laser serat dengan cepat dalam waktu singkat ada kesulitan yang lebih besar. Pada tahun 1999, daya output bidang penelitian dan pengembangan laser serat menembus 10.000 watt untuk pertama kalinya, struktur laser serat terutama menggunakan pemompaan dua arah optik, membentuk resonator, dengan penyelidikan efisiensi kemiringan laser serat mencapai 58,3%.
Akan tetapi, meskipun penggunaan cahaya pompa serat dan teknologi penggandengan laser untuk mengembangkan laser serat dapat secara efektif meningkatkan daya keluaran laser serat, tetapi pada saat yang sama terdapat kerumitan, yang tidak kondusif bagi lensa optik untuk membangun jalur optik, setelah laser perlu dipindahkan dalam proses membangun jalur optik, maka jalur optik juga perlu disesuaikan ulang, yang membatasi penerapan luas laser serat berstruktur pompa optik.

2, struktur osilator langsung dan struktur MOPA

Dengan perkembangan laser serat, pelapis daya stripper secara bertahap menggantikan komponen lensa, menyederhanakan langkah-langkah pengembangan laser serat dan secara tidak langsung meningkatkan efisiensi pemeliharaan laser serat. Tren perkembangan ini melambangkan kepraktisan laser serat secara bertahap. Struktur osilator langsung dan struktur MOPA adalah dua struktur laser serat yang paling umum di pasaran. Struktur osilator langsung adalah bahwa kisi-kisi memilih panjang gelombang dalam proses osilasi, dan kemudian mengeluarkan panjang gelombang yang dipilih, sementara MOPA menggunakan panjang gelombang yang dipilih oleh kisi-kisi sebagai cahaya benih, dan cahaya benih diperkuat di bawah aksi penguat tingkat pertama, sehingga daya keluaran laser serat juga akan ditingkatkan sampai batas tertentu. Untuk jangka waktu yang lama, laser serat dengan struktur MPOA telah digunakan sebagai struktur pilihan untuk laser serat daya tinggi. Namun, penelitian selanjutnya menemukan bahwa keluaran daya tinggi dalam struktur ini mudah menyebabkan ketidakstabilan distribusi spasial di dalam laser serat, dan kecerahan laser keluaran akan terpengaruh sampai batas tertentu, yang juga berdampak langsung pada efek keluaran daya tinggi.

Dengan berkembangnya teknologi pemompaan

Panjang gelombang pemompaan laser serat terdoping iterbium awal biasanya 915nm atau 975nm, tetapi kedua panjang gelombang pemompaan ini adalah puncak serapan ion iterbium, sehingga disebut pemompaan langsung, pemompaan langsung belum banyak digunakan karena kehilangan kuantum. Teknologi pemompaan dalam pita merupakan perluasan dari teknologi pemompaan langsung, di mana panjang gelombang antara panjang gelombang pemompaan dan panjang gelombang transmisi serupa, dan laju kehilangan kuantum pemompaan dalam pita lebih kecil daripada pemompaan langsung.

Laser serat berdaya tinggihambatan pengembangan teknologi

Meskipun laser serat memiliki nilai aplikasi yang tinggi dalam industri militer, medis, dan lainnya, Tiongkok telah mempromosikan aplikasi laser serat secara luas melalui penelitian dan pengembangan teknologi selama hampir 30 tahun, tetapi jika Anda ingin membuat laser serat dapat menghasilkan daya yang lebih tinggi, masih banyak hambatan dalam teknologi yang ada. Misalnya, apakah daya keluaran laser serat dapat mencapai mode tunggal serat tunggal 36,6KW; Pengaruh daya pompa pada daya keluaran laser serat; Pengaruh efek lensa termal pada daya keluaran laser serat.

Selain itu, penelitian teknologi daya keluaran yang lebih tinggi dari laser serat juga harus mempertimbangkan stabilitas mode transversal dan efek penggelapan foton. Melalui penyelidikan, jelas bahwa faktor pengaruh ketidakstabilan mode transversal adalah pemanasan serat, dan efek penggelapan foton terutama mengacu pada fakta bahwa ketika laser serat terus-menerus mengeluarkan daya ratusan watt atau beberapa kilowatt, daya keluaran akan menunjukkan tren penurunan yang cepat, dan ada tingkat keterbatasan tertentu pada keluaran daya tinggi berkelanjutan dari laser serat.

Meskipun penyebab spesifik dari efek penggelapan foton belum didefinisikan dengan jelas saat ini, kebanyakan orang percaya bahwa pusat cacat oksigen dan penyerapan transfer muatan dapat menyebabkan terjadinya efek penggelapan foton. Pada kedua faktor ini, cara-cara berikut diusulkan untuk menghambat efek penggelapan foton. Seperti aluminium, fosfor, dll., untuk menghindari penyerapan transfer muatan, dan kemudian serat aktif yang dioptimalkan diuji dan diterapkan, standar spesifiknya adalah mempertahankan daya keluaran 3KW selama beberapa jam dan mempertahankan daya keluaran stabil 1KW selama 100 jam.