Тэхнічная эвалюцыя магутных валаконных лазераў

Тэхнічная эвалюцыя магутных валаконных лазераў

Аптымізацыявалаконны лазерструктура

1, структура помпы касмічнага святла

Раннія валаконныя лазеры ў асноўным выкарыстоўвалі аптычны выхад накачкі,лазервыхадная магутнасць нізкая, таму хуткае паляпшэнне выхадной магутнасці валаконных лазераў за кароткі прамежак часу стварае вялікія цяжкасці. У 1999 годзе выхадная магутнасць у галіне даследаванняў і распрацовак валаконных лазераў упершыню перавысіла 10 000 Вт, структура валаконнага лазера ў асноўным заключаецца ў выкарыстанні аптычнай двухнакіраванай накачкі, якая фарміруе рэзанатар, і эфектыўнасць валаконнага лазера, даследаваная нахілам, дасягнула 58,3%.
Аднак, нягледзячы на ​​тое, што выкарыстанне валаконнага выпраменьвання і тэхналогіі лазернага злучэння для распрацоўкі валаконных лазераў можа эфектыўна палепшыць выходную магутнасць валаконных лазераў, у той жа час існуе складанасць, якая не спрыяе пабудове аптычнага шляху з дапамогай аптычнай лінзы. Пасля таго, як лазер трэба перамясціць у працэсе пабудовы аптычнага шляху, аптычны шлях таксама трэба перакарэктаваць, што абмяжоўвае шырокае прымяненне валаконных лазераў з аптычнай структурай накачкі.

2, структура прамога генератара і структура MOPA

З развіццём валаконных лазераў, абалонкавыя кампаненты паступова замянілі лінзавыя кампаненты, спрашчаючы этапы распрацоўкі валаконных лазераў і ўскосна паляпшаючы эфектыўнасць абслугоўвання валаконных лазераў. Гэтая тэндэнцыя развіцця сімвалізуе паступовае практычнае выкарыстанне валаконных лазераў. Структура прамога генератара і структура MOPA - дзве найбольш распаўсюджаныя структуры валаконных лазераў на рынку. Структура прамога генератара заключаецца ў тым, што рашотка выбірае даўжыню хвалі ў працэсе ваганняў, а затым выпраменьвае выбраную даўжыню хвалі, у той час як MOPA выкарыстоўвае даўжыню хвалі, выбраную рашоткай, у якасці пачатковага святла, і пачатковае святло ўзмацняецца пад дзеяннем узмацняльніка першага ўзроўню, таму выхадная магутнасць валаконнага лазера таксама будзе ў пэўнай ступені палепшана. На працягу доўгага часу валаконныя лазеры са структурай MPOA выкарыстоўваліся ў якасці пераважнай структуры для магутных валаконных лазераў. Аднак наступныя даследаванні паказалі, што высокая выхадная магутнасць у гэтай структуры лёгка прыводзіць да нестабільнасці прасторавага размеркавання ўнутры валаконнага лазера, і выхадная яркасць лазера будзе ў пэўнай ступені парушана, што таксама непасрэдна ўплывае на эфект высокай выхадной магутнасці.

З развіццём помпавай тэхналогіі

Даўжыня хвалі накачкі ранніх валаконных лазераў, легаваных ітэрбіем, звычайна складае 915 нм або 975 нм, але гэтыя дзве даўжыні хваль накачкі з'яўляюцца пікамі паглынання іонаў ітэрбія, таму гэта называецца прамой накачкай, але прамая накачка не атрымала шырокага распаўсюджвання 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 хуткасць квантавых страт пры ўнутрыпалоснай накачцы меншая, чым пры прамой накачцы.

Магутны валаконны лазервузкае месца ў развіцці тэхналогій

Нягледзячы на ​​тое, што валаконныя лазеры маюць высокую прымяняльную каштоўнасць у ваеннай, медыцынскай і іншых галінах прамысловасці, Кітай спрыяе шырокаму прымяненню валаконных лазераў дзякуючы амаль 30-гадовым тэхналагічным даследаванням і распрацоўкам, але калі вы хочаце стварыць валаконныя лазеры з большай магутнасцю, у існуючых тэхналогіях усё яшчэ існуе шмат вузкіх месцаў. Напрыклад, ці можа выхадная магутнасць валаконнага лазера дасягнуць 36,6 кВт для аднаго валаконнага аднамодавага выпраменьвання; уплыў магутнасці накачкі на выхадную магутнасць валаконнага лазера; уплыў эфекту цеплавой лінзы на выхадную магутнасць валаконнага лазера.

Акрамя таго, пры даследаванні тэхналогіі валаконнага лазера з больш высокай выходнай магутнасцю варта ўлічваць стабільнасць папярочнага рэжыму і эфект фатоннага пацямнення. Даследаванне паказала, што фактарам уплыву нестабільнасці папярочнага рэжыму з'яўляецца награванне валакна, і эфект фатоннага пацямнення ў асноўным азначае, што калі валаконны лазер бесперапынна выдае сотні ват або некалькі кілават магутнасці, выходная магутнасць хутка зніжаецца, і існуе пэўная ступень абмежавання на бесперапынную высокую выходную магутнасць валаконнага лазера.

Нягледзячы на ​​тое, што канкрэтныя прычыны эфекту пацямнення фатонаў у цяперашні час дакладна не вызначаны, большасць людзей лічыць, што да ўзнікнення эфекту пацямнення фатонаў могуць прывесці цэнтр дэфекту кіслароду і паглынанне пераносу зараду. Улічваючы гэтыя два фактары, прапануюцца наступныя спосабы стрымлівання эфекту пацямнення фатонаў. Такія як алюміній, фосфар і г.д., каб пазбегнуць паглынання пераносу зараду, пасля чаго праводзіцца выпрабаванне і прымяненне аптымізаванага актыўнага валакна. Канкрэтным стандартам з'яўляецца падтрыманне выходнай магутнасці 3 кВт на працягу некалькіх гадзін і падтрыманне стабільнай выходнай магутнасці 1 кВт на працягу 100 гадзін.