Evolusi teknis laser serat berdaya tinggi

Evolusi teknis laser serat berdaya tinggi

Optimalisasilaser seratstruktur

1, struktur pompa lampu ruang angkasa

Laser serat awal sebagian besar menggunakan keluaran pompa optik,laserOutputnya rendah, sehingga daya keluarannya rendah. Untuk meningkatkan daya keluaran laser serat dengan cepat dalam waktu singkat, terdapat kesulitan yang lebih besar. Pada tahun 1999, daya keluaran bidang penelitian dan pengembangan laser serat menembus 10.000 watt untuk pertama kalinya. Struktur laser serat terutama menggunakan pemompaan optik dua arah untuk membentuk resonator. Efisiensi kemiringan laser serat yang diteliti 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 ada kompleksitas, 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 struktur pompa optik.

2, struktur osilator langsung dan struktur MOPA

Dengan perkembangan laser serat, cladding power 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 memilih panjang gelombang dalam proses osilasi, dan kemudian mengeluarkan panjang gelombang yang dipilih, sementara MOPA menggunakan panjang gelombang yang dipilih oleh 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 yang disukai 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 ytterbium awal biasanya 915 nm atau 975 nm, tetapi kedua panjang gelombang pemompaan ini merupakan puncak serapan ion ytterbium, sehingga disebut pemompaan langsung. Pemompaan langsung belum banyak digunakan karena rugi kuantum. Teknologi pemompaan dalam pita merupakan pengembangan dari teknologi pemompaan langsung, di mana panjang gelombang antara panjang gelombang pemompaan dan panjang gelombang transmisi serupa, dan laju rugi kuantum pemompaan dalam pita lebih kecil daripada pemompaan langsung.

Laser serat berdaya tinggihambatan pengembangan teknologi

Meskipun laser serat memiliki nilai aplikasi yang tinggi di industri militer, medis, dan lainnya, Tiongkok telah mendorong penerapan laser serat secara luas melalui hampir 30 tahun penelitian dan pengembangan teknologi. Namun, jika laser serat ingin menghasilkan daya yang lebih tinggi, masih terdapat banyak hambatan dalam teknologi yang ada. Misalnya, apakah daya keluaran laser serat dapat mencapai 36,6 kW untuk mode tunggal serat optik; pengaruh daya pompa terhadap daya keluaran laser serat; pengaruh efek lensa termal terhadap daya keluaran laser serat.

Selain itu, penelitian teknologi laser serat berdaya tinggi juga perlu mempertimbangkan stabilitas mode transversal dan efek penggelapan foton. Melalui penelitian, jelas bahwa faktor yang memengaruhi 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 terdapat batasan tertentu pada keluaran daya tinggi berkelanjutan dari laser serat.

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