Suuritehoisten kuitulaserien tekninen kehitys

Suuritehoisten kuitulaserien tekninen kehitys

Optimointikuitu laserrakenne

1, avaruusvalopumpun rakenne

Varhaiset kuitulaserit käyttivät enimmäkseen optista pumppulähtöä,laserulostulo, sen lähtöteho on alhainen, jotta kuitulaserien lähtötehoa voidaan nopeasti parantaa lyhyessä ajassa, on suurempi vaikeus. Vuonna 1999 kuitulaserin tutkimus- ja kehityskentän lähtöteho murtui 10 000 wattia ensimmäistä kertaa, kuitulaserin rakenne on pääasiassa optisen kaksisuuntaisen pumppauksen käyttö, joka muodostaa resonaattorin, kuidun kaltevuuden tehokkuuden tutkimuksessa. laser saavutti 58,3 %.
Vaikka kuitupumpun valon ja laserkytkentätekniikan käyttö kuitulaserien kehittämiseen voi tehokkaasti parantaa kuitulaserien lähtötehoa, mutta samalla on olemassa monimutkaisuutta, mikä ei edistä optista linssiä optisen polun rakentamisessa, Kun laseria on siirrettävä optista polkua rakennettaessa, optista polkua on myös säädettävä uudelleen, mikä rajoittaa optisen pumppurakenteen kuitulaserien laajaa käyttöä.

2, suora oskillaattorirakenne ja MOPA-rakenne

Kuitulaserien kehityksen myötä verhoustehostripparit ovat vähitellen korvanneet linssikomponentit, mikä yksinkertaistaa kuitulaserien kehitysvaiheita ja epäsuorasti parantaa kuitulaserien huoltotehokkuutta. Tämä kehityssuunta symboloi kuitulaserien asteittaista käytännöllisyyttä. Suoraoskillaattorirakenne ja MOPA-rakenne ovat kaksi yleisintä kuitulaserien rakennetta markkinoilla. Suora oskillaattorirakenne on, että hila valitsee värähtelyprosessissa aallonpituuden ja antaa sitten valitun aallonpituuden, kun taas MOPA käyttää hilan valitsemaa aallonpituutta siemenvalona ja siemenvalo vahvistuu ensimmäisen vaikutuksen alaisena. -tason vahvistin, joten myös kuitulaserin lähtöteho paranee jossain määrin. MPOA-rakenteisia kuitulasereita on pitkään käytetty korkeatehoisten kuitulaserien suositeltuna rakenteena. Myöhemmät tutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että tämän rakenteen suuritehoinen ulostulo on helppo johtaa kuitulaserin sisällä olevan spatiaalisen jakautumisen epävakauteen ja lähdön laserkirkkaus vaikuttaa jossain määrin, millä on myös suora vaikutus. suuren tehon tehon vaikutuksesta.

Pumppaustekniikan kehityksen myötä

Varhaisen ytterbium-seostetun kuitulaserin pumppausaallonpituus on yleensä 915nm tai 975nm, mutta nämä kaksi pumppausaallonpituutta ovat ytterbium-ionien absorptiohuippuja, joten sitä kutsutaan suoraksi pumppaukseksi, suoraa pumppausta ei ole käytetty laajalti kvanttihäviön takia. Kaistan sisäinen pumppaustekniikka on suoran pumppaustekniikan jatke, jossa pumppausaallonpituuden ja lähetysaallonpituuden välinen aallonpituus on samanlainen ja kaistan sisäisen pumppauksen kvanttihäviönopeus on pienempi kuin suoran pumppauksen.

Tehokas kuitulaserteknologian kehittämisen pullonkaula

Vaikka kuitulasereilla on korkea sovellusarvo sotilas-, lääketieteen ja muilla aloilla, Kiina on edistänyt kuitulaserien laajaa käyttöä lähes 30 vuoden teknologian tutkimuksen ja kehityksen kautta, mutta jos haluat saada kuitulaserit tuottamaan enemmän tehoa, on edelleen olemassa olevan tekniikan monia pullonkauloja. Esimerkiksi, voiko kuitulaserin lähtöteho saavuttaa yksikuituisen yksimuotoisen 36,6 kW; Pumppaustehon vaikutus kuitulaserin lähtötehoon; Lämpölinssin vaikutuksen vaikutus kuitulaserin lähtötehoon.

Lisäksi kuitulaserin suuremman tehon lähtöteknologian tutkimuksessa tulisi huomioida myös poikittaismoodin stabiilius ja fotonien tummumisvaikutus. Tutkimuksen avulla on selvää, että poikittaismoodin epävakauden vaikutustekijä on kuidun kuumeneminen, ja fotonien tummumisvaikutus viittaa pääasiassa siihen, että kun kuitulaser tuottaa jatkuvasti satoja watteja tai useita kilowatteja tehoa, lähtöteho näyttää nopea laskutrendi, ja kuitulaserin jatkuvalla suurella teholla on tietty rajoitus.

Vaikka fotonien tummumisvaikutuksen erityisiä syitä ei ole tällä hetkellä selkeästi määritelty, useimmat ihmiset uskovat, että happivikakeskus ja varauksensiirron absorptio voivat johtaa fotonien tummumisilmiön esiintymiseen. Näille kahdelle tekijälle ehdotetaan seuraavia tapoja estää fotonien tummumisvaikutus. Kuten alumiini, fosfori jne., Varauksensiirron absorption välttämiseksi ja sitten optimoitu aktiivinen kuitu testataan ja käytetään, erityinen standardi on ylläpitää 3 kW:n tehoa useita tunteja ja ylläpitää 1 kW:n tasaista tehoa 100 tunnin ajan.