Evolusi teknis laser serat daya tinggi

Evolusi teknis laser serat daya tinggi

OptimalisasiLaser seratstruktur

1, struktur pompa cahaya ruang

Laser serat awal sebagian besar menggunakan output pompa optik,laserOutput, daya outputnya rendah, untuk dengan cepat meningkatkan daya output laser serat dalam waktu singkat ada kesulitan yang lebih besar. Pada tahun 1999, kekuatan output dari penelitian laser serat dan bidang pengembangan memecah 10.000 watt untuk pertama kalinya, struktur laser serat terutama adalah penggunaan pemompaan dua arah optik, membentuk resonator, dengan penyelidikan efisiensi kemiringan laser serat mencapai 58,3%.
Namun, meskipun penggunaan cahaya pompa serat dan teknologi kopling laser untuk mengembangkan laser serat dapat secara efektif meningkatkan daya output laser serat, tetapi pada saat yang sama ada kompleksitas, yang tidak kondusif untuk membangun lensa optik untuk membangun jalur optik, setelah laser perlu dipindahkan dalam proses pembangunan jalur optik, maka jalur optikal yang diperlukan pada laser yang tidak perlu dipindahkan dalam proses pembangunan jalur optik, kemudian diperlukan jalur optik yang memerlukan laser. laser.

2, Struktur Osilator Langsung dan Struktur MOPA

Dengan pengembangan laser serat, penari telanjang daya cladding secara bertahap mengganti komponen lensa, menyederhanakan langkah -langkah pengembangan laser serat dan secara tidak langsung meningkatkan efisiensi pemeliharaan laser serat. Tren pengembangan ini melambangkan kepraktisan bertahap laser serat. 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 menghasilkan panjang gelombang yang dipilih, sementara MOPA menggunakan panjang gelombang yang dipilih oleh kisi-kisi sebagai cahaya biji, dan cahaya biji diperkuat di bawah aksi penguat tingkat pertama, sehingga daya output dari serat yang akan dilumasi. Untuk jangka waktu yang lama, laser serat dengan struktur MPOA telah digunakan sebagai struktur yang disukai untuk laser serat daya tinggi. Namun, penelitian selanjutnya telah menemukan bahwa output daya tinggi dalam struktur ini mudah untuk menyebabkan ketidakstabilan distribusi spasial di dalam laser serat, dan kecerahan laser output akan terpengaruh sampai batas tertentu, yang juga memiliki dampak langsung pada efek output daya tinggi.

Dengan pengembangan teknologi pemompaan

Panjang gelombang pemompaan dari laser serat yang didoping ytterbium awal biasanya 915nm atau 975nm, tetapi dua panjang gelombang pemompaan ini adalah puncak penyerapan ion ytterbium, sehingga disebut pemompaan langsung, pemompaan langsung belum banyak digunakan karena kehilangan kuantum. Teknologi pompa in-band adalah perpanjangan dari teknologi pemompaan langsung, di mana panjang gelombang antara panjang gelombang pompa dan panjang gelombang transmisi serupa, dan laju kehilangan kuantum pompa in-band lebih kecil dari pompa langsung.

Laser serat daya tinggiBottleneck Pengembangan Teknologi

Meskipun laser serat memiliki nilai aplikasi yang tinggi di industri militer, medis dan lainnya, Cina telah mempromosikan aplikasi laser serat yang luas selama hampir 30 tahun penelitian dan pengembangan teknologi, tetapi jika Anda ingin membuat laser serat dapat menghasilkan daya yang lebih tinggi, masih ada banyak hambatan dalam teknologi yang ada. Misalnya, apakah daya output dari laser serat dapat mencapai mode tunggal serat 36.6kW; Pengaruh daya pemompaan pada daya output laser serat; Pengaruh efek lensa termal pada daya output laser serat.

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

Meskipun penyebab spesifik efek penggelapan foton belum ditentukan dengan jelas saat ini, kebanyakan orang percaya bahwa pusat cacat oksigen dan penyerapan transfer muatan dapat menyebabkan terjadinya efek penggelapan foton. Pada dua 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 output daya 3KW selama beberapa jam dan mempertahankan output stabil 1KW selama 100 jam.