Evoluzione tecnica dei laser fibra ad alta potenza
Ottimizzazione dilaser a fibrastruttura
1, struttura della pompa della luce spaziale
I primi laser a fibra utilizzavano principalmente l'uscita della pompa ottica,laseruscita, la sua potenza di uscita è bassa, al fine di migliorare rapidamente la potenza di uscita dei laser a fibra in un breve periodo di tempo c'è una maggiore difficoltà. Nel 1999, la potenza di uscita del campo di ricerca e sviluppo del laser a fibra ha superato per la prima volta i 10.000 watt, la struttura del laser a fibra è principalmente l'uso del pompaggio ottico bidirezionale, formando un risonatore, con lo studio dell'efficienza della pendenza della fibra il laser ha raggiunto il 58,3%.
Tuttavia, sebbene l'uso della luce della pompa in fibra e della tecnologia di accoppiamento laser per sviluppare laser in fibra possa effettivamente migliorare la potenza di uscita dei laser in fibra, ma allo stesso tempo vi è complessità, che non è favorevole alla lente ottica per costruire il percorso ottico, una volta che il laser deve essere spostato nel processo di costruzione del percorso ottico, anche il percorso ottico deve essere regolato nuovamente, il che limita l'ampia applicazione dei laser a fibra con struttura a pompa ottica.
2, struttura dell'oscillatore diretto e struttura MOPA
Con lo sviluppo dei laser a fibra, i power stripper del rivestimento hanno gradualmente sostituito i componenti delle lenti, semplificando le fasi di sviluppo dei laser a fibra e migliorando indirettamente l'efficienza di manutenzione dei laser a fibra. Questa tendenza di sviluppo simboleggia la graduale praticità dei laser a fibra. La struttura dell'oscillatore diretto e la struttura MOPA sono le due strutture più comuni dei laser a fibra sul mercato. La struttura dell'oscillatore diretto è che il reticolo seleziona la lunghezza d'onda nel processo di oscillazione, quindi emette la lunghezza d'onda selezionata, mentre MOPA utilizza la lunghezza d'onda selezionata dal reticolo come luce seme e la luce seme viene amplificata sotto l'azione del primo amplificatore di livello, quindi anche la potenza di uscita del laser a fibra sarà migliorata in una certa misura. Per un lungo periodo di tempo, i laser a fibra con struttura MPOA sono stati utilizzati come struttura preferita per i laser a fibra ad alta potenza. Tuttavia, studi successivi hanno scoperto che l'uscita ad alta potenza in questa struttura può facilmente portare all'instabilità della distribuzione spaziale all'interno del laser a fibra e la luminosità del laser in uscita sarà influenzata in una certa misura, il che ha anche un impatto diretto sull'effetto di uscita ad alta potenza.
Con lo sviluppo della tecnologia di pompaggio
La lunghezza d'onda di pompaggio dei primi laser a fibra drogata con itterbio è solitamente 915 nm o 975 nm, ma queste due lunghezze d'onda di pompaggio sono i picchi di assorbimento degli ioni di itterbio, quindi è chiamato pompaggio diretto, il pompaggio diretto non è stato ampiamente utilizzato a causa della perdita quantica. La tecnologia di pompaggio in banda è un'estensione della tecnologia di pompaggio diretto, in cui la lunghezza d'onda tra la lunghezza d'onda di pompaggio e la lunghezza d'onda di trasmissione è simile e il tasso di perdita quantica del pompaggio in banda è inferiore a quello del pompaggio diretto.
Laser fibra ad alta potenzacollo di bottiglia dello sviluppo tecnologico
Sebbene i laser a fibra abbiano un alto valore applicativo nei settori militare, medico e di altro tipo, la Cina ha promosso l'ampia applicazione dei laser a fibra attraverso quasi 30 anni di ricerca e sviluppo tecnologico, ma se si desidera che i laser a fibra possano produrre una potenza maggiore, ci sono ancora molti colli di bottiglia nella tecnologia esistente. Ad esempio, se la potenza di uscita del laser a fibra può raggiungere 36,6KW monomodale a fibra singola; L'influenza della potenza di pompaggio sulla potenza di uscita del laser a fibra; L'influenza dell'effetto della lente termica sulla potenza di uscita del laser a fibra.
Inoltre, la ricerca di una tecnologia di uscita di potenza più elevata del laser a fibra dovrebbe considerare anche la stabilità della modalità trasversale e l'effetto di oscuramento dei fotoni. Attraverso l'indagine, è chiaro che il fattore di influenza dell'instabilità della modalità trasversale è il riscaldamento della fibra, e l'effetto di oscuramento dei fotoni si riferisce principalmente al fatto che quando il laser a fibra emette continuamente centinaia di watt o diversi kilowatt di potenza, la potenza di uscita mostrerà un tendenza al rapido declino e vi è un certo grado di limitazione sulla produzione continua ad alta potenza del laser a fibra.
Sebbene le cause specifiche dell'effetto di oscuramento dei fotoni non siano state chiaramente definite al momento, la maggior parte delle persone ritiene che il centro del difetto di ossigeno e l'assorbimento del trasferimento di carica possano portare alla comparsa dell'effetto di oscuramento dei fotoni. Su questi due fattori, vengono proposti i seguenti modi per inibire l'effetto di oscuramento dei fotoni. Come alluminio, fosforo, ecc., in modo da evitare l'assorbimento del trasferimento di carica, quindi la fibra attiva ottimizzata viene testata e applicata, lo standard specifico è quello di mantenere una potenza in uscita di 3KW per diverse ore e mantenere una potenza in uscita stabile di 1KW per 100 ore.
Orario di pubblicazione: 04-dic-2023