Komposisyon ng sistema ng high-power fiber laser

Komposisyon ng sistema ng high-power fiber laser
1. Komposisyon ng sistema
Ang high-power fiber laser ay binubuo ng apat na bahagi: pump source, pump combiner, gain fiber, at laser output head
1.1 Pinagmumulan ng bomba: Ang lakas ng output ng isang laser die ay 10W~50W lamang, at 6~50 die ang isasama at ibalot ayon sa pangangailangan; Kung maraming chips, pagsasamahin ang spatial beam combining at polarization beam combining upang mapataas ang lakas. Ang lakas ng isang pump source ay mula sa sampu hanggang daan-daang watts, at upang makamit ang kilowatt level output, higit sa 10 pump source ang kailangang ikonekta nang serye (tulad ng Ruike laser gamit ang kombinasyon ng 11 pump source).
1.2 Pump combiner: Ginawa sa pamamagitan ng teknolohiya ng fiber fusion splicing, maraming pump module ang optically coupled sa iisang fiber.
1.3 Gain fiber: na may haba na kadalasang lumalagpas sa 30 metro, ito ay iko-coil at ikakabit sa heat dissipation plate, kadalasang gumagamit ng ytterbium doped double cladding structure: core diameter na 10-20 μm, single mode/few mode waveguide, at nilagyan ng ytterbium ions; Ang inner cladding diameter ay umaabot sa 400 μm at ginagamit para sa pagpapadala ng multi-mode pump light.
1.4 Laser Output Head: Responsable para sa panghuling laser output at maaaring ikonekta sa kagamitan sa pagproseso sa pamamagitan ng isang karaniwang interface.
2. Pangunahing prinsipyo ng pagtatrabaho
2.1 Resonator para sa optical amplification: binubuo ng isang pares ng Bragg gratings (FBGs) fiber: isang high reflection grating (reflectivity >99%) ang nagrereplekta ng liwanag ng target wavelength (tulad ng 1080nm) pabalik sa gain fiber; Ang output coupled grating (reflectivity 10%~50%) ay bahagyang nagrereplekta upang mapanatili ang oscillation, at bahagyang nagpapadala upang bumuo ng output. Ang pump light ay nagpapasigla sa mga ytterbium ion upang makagawa ng kusang emisyon, at ang mga photon na nakakatugon sa mga kinakailangan sa wavelength ay paulit-ulit na pinapalakas sa pagitan ng mga grating, na sa huli ay bumubuo ng matatag na laser output.
2.2 Tinitiyak ng pagpili ng mode ang kalidad ng beam: Sa isang banda, umaasa sa limitasyon ng waveguide ng maliit na diameter na core layer, tanging ang mababang loss transmission ng fundamental mode ang pinapayagan; Sa kabilang banda, sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na overlap sa pagitan ng fundamental mode at ng gain medium (ytterbium ions), pati na rin ang mga katangian ng mataas na loss ng mga higher-order mode, na sinamahan ng disenyo ng fiber bending upang higit pang masala ang mga higher-order mode, ang mataas na kalidad na fundamental mode output na may M² na papalapit sa 1 ay sa huli ay nakakamit.