Evolusi teknis laser serat berdaya tinggi

Evolusi teknis laser serat berdaya tinggi

Optimalisasilaser seratstruktur

1, struktur pompa cahaya ruang

Laser serat awal sebagian besar menggunakan keluaran pompa optik,laserkeluarannya, 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 mencapai 10.000 watt untuk pertama kalinya, struktur laser serat terutama menggunakan pemompaan dua arah optik, membentuk resonator, dengan penyelidikan efisiensi kemiringan serat. laser mencapai 58,3%.
Namun, meskipun penggunaan lampu pompa serat dan teknologi kopling laser untuk mengembangkan laser serat dapat secara efektif meningkatkan daya keluaran laser serat, namun pada saat yang sama terdapat kompleksitas yang tidak kondusif bagi lensa optik untuk membangun jalur optik. begitu laser perlu dipindahkan dalam proses membangun jalur optik, maka jalur optik juga perlu disesuaikan kembali, yang membatasi penerapan luas laser serat struktur pompa optik.

2, struktur osilator langsung dan struktur MOPA

Dengan berkembangnya laser serat, power stripper kelongsong 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 kisi memilih panjang gelombang dalam proses osilasi, dan kemudian mengeluarkan panjang gelombang yang dipilih, sedangkan MOPA menggunakan panjang gelombang yang dipilih oleh kisi sebagai cahaya benih, dan cahaya benih diperkuat di bawah aksi yang pertama. -penguat tingkat, 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 berdaya tinggi. Namun, penelitian selanjutnya menemukan bahwa keluaran daya tinggi dalam struktur ini mudah menyebabkan ketidakstabilan distribusi spasial di dalam laser serat, dan kecerahan keluaran laser akan terpengaruh sampai batas tertentu, yang juga berdampak langsung. pada efek keluaran daya tinggi.

Dengan berkembangnya teknologi pemompaan

Panjang gelombang pemompaan laser serat doping ytterbium awal biasanya 915nm atau 975nm, tetapi kedua panjang gelombang pemompaan ini merupakan puncak serapan ion ytterbium, sehingga disebut pemompaan langsung, pemompaan langsung belum banyak digunakan karena kehilangan kuantum. Teknologi pemompaan in-band merupakan perpanjangan dari teknologi pemompaan langsung, dimana panjang gelombang antara panjang gelombang pemompaan dan panjang gelombang transmisi serupa, dan laju kehilangan kuantum pemompaan in-band lebih kecil dibandingkan pemompaan langsung.

Laser serat berdaya tinggihambatan perkembangan teknologi

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

Selain itu, penelitian tentang teknologi keluaran daya 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 bahwa ketika laser serat terus menerus menghasilkan daya ratusan watt atau beberapa kilowatt, daya keluaran akan menunjukkan a tren penurunan yang cepat, dan terdapat batasan tertentu pada keluaran daya tinggi yang berkelanjutan dari laser serat.

Meskipun penyebab spesifik dari efek penggelapan foton belum diketahui dengan jelas saat ini, kebanyakan orang percaya bahwa pusat cacat oksigen dan penyerapan transfer muatan dapat menyebabkan terjadinya efek penggelapan foton. Mengenai kedua faktor ini, diusulkan cara-cara berikut 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 keluaran daya 3KW selama beberapa jam dan mempertahankan keluaran daya 1KW yang stabil selama 100 jam.