La tecnologia del fascio di fibre migliora la potenza e la luminosità dilaser a semiconduttore blu
Modellazione del fascio utilizzando la stessa lunghezza d'onda o una lunghezza d'onda vicinalaserL'unità è la base della combinazione di più fasci laser di diverse lunghezze d'onda. Tra questi, il legame spaziale del fascio consiste nell'impilamento di più fasci laser nello spazio per aumentare la potenza, ma può causare una diminuzione della qualità del fascio. Utilizzando la caratteristica di polarizzazione lineare dilaser a semiconduttore, la potenza di due fasci la cui direzione di vibrazione è perpendicolare l'una all'altra può essere aumentata di quasi il doppio, mentre la qualità del fascio rimane invariata. Il raggruppatore di fibre è un dispositivo in fibra preparato sulla base del fascio di fibre fuse coniche (TFB). Consiste nel rimuovere lo strato di rivestimento di un fascio di fibre ottiche, quindi disporle insieme in un certo modo, riscaldarle ad alta temperatura per fonderle, mentre si allunga il fascio di fibre ottiche nella direzione opposta, l'area di riscaldamento delle fibre ottiche si fonde in un fascio di fibre ottiche a cono fuso. Dopo aver tagliato la parte centrale del cono, si fonde l'estremità di uscita del cono con una fibra di uscita. La tecnologia di raggruppamento delle fibre può combinare più fasci di fibre individuali in un fascio di grande diametro, ottenendo così una maggiore trasmissione di potenza ottica. La Figura 1 è lo schema dilaser blutecnologia delle fibre.
La tecnica di combinazione spettrale dei fasci utilizza un singolo elemento disperdente su chip per combinare simultaneamente più fasci laser con intervalli di lunghezza d'onda fino a 0,1 nm. Diversi fasci laser di diverse lunghezze d'onda incidono sull'elemento dispersivo con angoli differenti, si sovrappongono all'interno dell'elemento e quindi vengono diffratti ed emessi nella stessa direzione per effetto della dispersione, in modo che il fascio laser combinato si sovrapponga sia nel campo vicino che in quello lontano, la potenza sia pari alla somma dei singoli fasci e la qualità del fascio sia uniforme. Per realizzare la combinazione spettrale dei fasci a spaziatura ristretta, si utilizza solitamente un reticolo di diffrazione con forte dispersione come elemento di combinazione dei fasci, oppure un reticolo di superficie combinato con la modalità di feedback dello specchio esterno, senza la necessità di un controllo indipendente dello spettro del singolo laser, riducendo così la complessità e i costi.
Il laser blu e la sua sorgente luminosa composita con laser a infrarossi sono ampiamente utilizzati nel campo della saldatura di metalli non ferrosi e della produzione additiva, migliorando l'efficienza di conversione energetica e la stabilità del processo produttivo. Il tasso di assorbimento del laser blu per i metalli non ferrosi è aumentato di diverse volte, fino a decine di volte, rispetto a quello dei laser a lunghezza d'onda del vicino infrarosso, e migliora anche, in una certa misura, le prestazioni di metalli come titanio, nichel, ferro e altri. I laser blu ad alta potenza guideranno la trasformazione della produzione laser, e il miglioramento della luminosità e la riduzione dei costi rappresentano la tendenza di sviluppo futura. La produzione additiva, la placcatura e la saldatura di metalli non ferrosi troveranno un utilizzo sempre più diffuso.
Nella fase di bassa luminosità del blu e costi elevati, la sorgente luminosa composita di laser blu e laser nel vicino infrarosso può migliorare significativamente l'efficienza di conversione energetica delle sorgenti luminose esistenti e la stabilità del processo produttivo, mantenendo i costi controllabili. È di grande importanza sviluppare la tecnologia di combinazione del fascio spettrale, risolvere i problemi ingegneristici e combinare la tecnologia delle unità laser ad alta luminosità per realizzare una sorgente laser a semiconduttore blu ad alta luminosità da kilowatt ed esplorare nuove tecnologie di combinazione del fascio. Con l'aumento della potenza e della luminosità del laser, sia come sorgente luminosa diretta che indiretta, il laser blu assumerà un ruolo importante nel campo della difesa nazionale e dell'industria.
Data di pubblicazione: 4 giugno 2024