Тэхнічная эвалюцыя валаконных лазераў высокай магутнасці

Тэхнічная эвалюцыя валаконных лазераў высокай магутнасці

Аптымізацыявалаконны лазерструктура

1, структура касмічнага святла помпы

Раннія валаконныя лазеры ў асноўным выкарыстоўвалі выхад аптычнай накачкі,лазервыхад, яго выхадная магутнасць нізкая, для таго, каб хутка палепшыць выходную магутнасць валаконных лазераў за кароткі прамежак часу існуе большая цяжкасць. У 1999 годзе магутнасць валаконнага лазера для даследаванняў і распрацовак упершыню перавысіла 10 000 Вт, структура валаконнага лазера ў асноўным заключаецца ў выкарыстанні аптычнай двухнакіраванай накачкі, утвараючы рэзанатар, з даследаваннем эфектыўнасці нахілу валакна. лазер дасягнуў 58,3%.
Тым не менш, хоць выкарыстанне святла валаконнай накачкі і тэхналогіі спалучэння лазера для распрацоўкі валаконных лазераў можа эфектыўна палепшыць выхадную магутнасць валаконных лазераў, але ў той жа час існуе складанасць, якая не спрыяе аптычнай лінзе для пабудовы аптычнага шляху, як толькі лазер неабходна перамясціць у працэсе пабудовы аптычнага шляху, то аптычны шлях таксама трэба адрэгуляваць, што абмяжоўвае шырокае прымяненне валаконных лазераў з аптычнай структурай накачкі.

2, структура прамога асцылятара і структура MOPA

З развіццём валаконных лазераў здымнікі магутнасці абалонкі паступова замянілі кампаненты лінзаў, што спрасціла этапы распрацоўкі валаконных лазераў і ўскосна палепшыла эфектыўнасць абслугоўвання валаконных лазераў. Гэтая тэндэнцыя развіцця сімвалізуе паступовую практычнасць валаконных лазераў. Структура прамога асцылятара і структура MOPA - дзве найбольш распаўсюджаныя структуры валаконных лазераў на рынку. Структура прамога асцылятара заключаецца ў тым, што рашотка выбірае даўжыню хвалі ў працэсе ваганняў, а затым выдае выбраную даўжыню хвалі, у той час як MOPA выкарыстоўвае даўжыню хвалі, выбраную рашоткай, у якасці пачатковага святла, і пачатковае святло ўзмацняецца пад дзеяннем першага -узроўню ўзмацняльніка, таму выхадная магутнасць валаконнага лазера таксама будзе ў пэўнай ступені палепшана. На працягу доўгага перыяду часу валаконныя лазеры са структурай MPOA выкарыстоўваліся ў якасці пераважнай структуры для валаконных лазераў высокай магутнасці. Аднак наступныя даследаванні выявілі, што выхад высокай магутнасці ў гэтай структуры лёгка прывесці да нестабільнасці прасторавага размеркавання ўнутры валаконнага лазера, і яркасць выхаднога лазера будзе закранута ў пэўнай ступені, што таксама мае непасрэдны ўплыў на эфект выхаду высокай магутнасці.

З развіццём помпавай тэхнікі

Даўжыня хвалі накачкі ранняга валаконнага лазера з легіраванай ітэрбіем звычайна складае 915 нм або 975 нм, але гэтыя дзве даўжыні хвалі накачкі з'яўляюцца пікамі паглынання іёнаў ітэрбія, таму гэта называецца прамой напампоўкай, прамая накачка не выкарыстоўваецца шырока з-за квантавых страт. Тэхналогія ўнутрыпалоснай накачкі з'яўляецца пашырэннем тэхналогіі прамой накачкі, у якой даўжыня хвалі паміж даўжынёй хвалі накачкі і даўжынёй хвалі перадачы падобная, а каэфіцыент квантавых страт унутрыпалоснай накачкі меншы, чым у прамой накачкі.

Валаконны лазер высокай магутнасцівузкае месца развіцця тэхналогій

Хаця валаконныя лазеры маюць высокую прымяненне ў ваеннай, медыцынскай і іншых галінах прамысловасці, Кітай спрыяў шырокаму прымяненню валаконных лазераў праз амаль 30 гадоў даследаванняў і распрацовак тэхналогій, але калі вы хочаце, каб валаконныя лазеры маглі выдаваць больш высокую магутнасць, усё яшчэ ёсць шмат вузкіх месцаў у існуючай тэхналогіі. Напрыклад, ці можа выходная магутнасць валаконнага лазера дасягаць 36,6 КВт у адным валакне і одномодовому; Уплыў магутнасці накачкі на выхадную магутнасць валаконнага лазера; Уплыў эфекту тэрмалінзы на выхадную магутнасць валаконнага лазера.

Акрамя таго, пры даследаванні тэхналогіі больш высокай магутнасці валаконнага лазера варта ўлічваць стабільнасць папярочнай моды і эфект пацямнення фатонаў. У ходзе даследавання ясна, што фактарам уплыву нестабільнасці папярочнай моды з'яўляецца нагрэў валакна, а эфект пацямнення фатонаў у асноўным адносіцца да таго, што калі валаконны лазер бесперапынна выдае сотні ват або некалькі кілават магутнасці, выхадная магутнасць будзе паказваць тэндэнцыя хуткага зніжэння, і існуе пэўная ступень абмежавання бесперапыннай высокай магутнасці валаконнага лазера.

Хаця канкрэтныя прычыны эфекту пацямнення фатонаў у цяперашні час дакладна не вызначаны, большасць людзей лічыць, што цэнтр дэфекту кіслароду і паглынанне перадачы зарада могуць прывесці да эфекту пацямнення фатонаў. У сувязі з гэтымі двума фактарамі прапанаваны наступныя спосабы інгібіравання эфекту пацямнення фатонаў. Такія, як алюміній, фосфар і г.д., каб пазбегнуць паглынання перадачы зарада, а затым тэстуецца і прымяняецца аптымізаванае актыўнае валакно. Спецыфічны стандарт заключаецца ў падтрыманні выходнай магутнасці 3 кВт на працягу некалькіх гадзін і падтрыманні стабільнай магутнасці 1 кВт на працягу 100 гадзін.