Teknikal na ebolusyon ng mga high power fiber laser

Teknikal na ebolusyon ng mga high power fiber laser

Pag-optimize ngfiber laseristraktura

1, space light pump istraktura

Ang mga maagang fiber laser ay kadalasang gumagamit ng optical pump output,laseroutput, ang output kapangyarihan nito ay mababa, upang mabilis na mapabuti ang output kapangyarihan ng fiber lasers sa isang maikling panahon mayroong isang mas malaking kahirapan. Noong 1999, ang lakas ng output ng fiber laser research at development field ay nakabasag ng 10,000 watts sa unang pagkakataon, ang istraktura ng fiber laser ay higit sa lahat ang paggamit ng optical bidirectional pumping, na bumubuo ng isang resonator, kasama ang pagsisiyasat ng slope efficiency ng fiber. Ang laser ay umabot sa 58.3%.
Gayunpaman, kahit na ang paggamit ng fiber pump light at laser coupling technology upang makabuo ng fiber lasers ay maaaring epektibong mapabuti ang output power ng fiber lasers, ngunit sa parehong oras ay may kumplikado, na kung saan ay hindi kaaya-aya sa optical lens upang bumuo ng optical path, sa sandaling ang laser ay kailangang ilipat sa proseso ng pagbuo ng optical path, pagkatapos ay ang optical path ay kailangan ding muling ayusin, na naglilimita sa malawak na aplikasyon ng optical pump structure fiber lasers.

2, direktang istraktura ng osileytor at istraktura ng MOPA

Sa pagbuo ng fiber lasers, unti-unting pinalitan ng cladding power strippers ang mga bahagi ng lens, pinasimple ang mga hakbang sa pag-develop ng fiber lasers at hindi direktang pinapabuti ang kahusayan sa pagpapanatili ng fiber lasers. Ang trend ng pag-unlad na ito ay sumisimbolo sa unti-unting pagiging praktiko ng fiber lasers. Ang direktang istraktura ng oscillator at istraktura ng MOPA ay ang dalawang pinakakaraniwang istruktura ng mga fiber laser sa merkado. Ang direktang istraktura ng oscillator ay pinipili ng grating ang wavelength sa proseso ng oscillation, at pagkatapos ay ilalabas ang napiling wavelength, habang ginagamit ng MOPA ang wavelength na pinili ng grating bilang seed light, at ang seed light ay pinalaki sa ilalim ng pagkilos ng una. -level amplifier, kaya ang output power ng fiber laser ay mapapabuti din sa isang tiyak na lawak. Sa mahabang panahon, ang mga fiber laser na may istraktura ng MPOA ay ginamit bilang ang ginustong istraktura para sa mga high-power fiber laser. Gayunpaman, natuklasan ng mga kasunod na pag-aaral na ang mataas na kapangyarihan na output sa istrukturang ito ay madaling humantong sa kawalang-tatag ng spatial distribution sa loob ng fiber laser, at ang output ng liwanag ng laser ay maaapektuhan sa isang tiyak na lawak, na mayroon ding direktang epekto. sa high-power na output effect.

Sa pag-unlad ng teknolohiya ng pumping

Ang pumping wavelength ng maagang ytterbium-doped fiber laser ay kadalasang 915nm o 975nm, ngunit ang dalawang pumping wavelength na ito ay ang absorption peaks ng ytterbium ions, kaya tinatawag itong direct pumping, ang direct pumping ay hindi gaanong ginagamit dahil sa quantum loss. Ang in-band pumping technology ay isang extension ng direct pumping technology, kung saan ang wavelength sa pagitan ng pumping wavelength at ang transmitting wavelength ay magkatulad, at ang quantum loss rate ng in-band pumping ay mas maliit kaysa sa direct pumping.

Mataas na kapangyarihan fiber laserbottleneck sa pag-unlad ng teknolohiya

Kahit na ang mga fiber laser ay may mataas na halaga ng aplikasyon sa militar, medikal at iba pang mga industriya, ang Tsina ay nagsulong ng malawak na aplikasyon ng mga fiber laser sa pamamagitan ng halos 30 taon ng pananaliksik at pag-unlad ng teknolohiya, ngunit kung nais mong gumawa ng fiber lasers ay maaaring maglabas ng mas mataas na kapangyarihan, mayroon pa ring maraming mga bottleneck sa umiiral na teknolohiya. Halimbawa, kung ang output power ng fiber laser ay maaaring umabot sa isang single-fiber single-mode na 36.6KW; Ang impluwensya ng pumping power sa fiber laser output power; Ang impluwensya ng thermal lens effect sa output power ng fiber laser.

Bilang karagdagan, ang pananaliksik ng mas mataas na teknolohiya ng output ng kapangyarihan ng fiber laser ay dapat ding isaalang-alang ang katatagan ng transverse mode at photon darkening effect. Sa pamamagitan ng pagsisiyasat, malinaw na ang kadahilanan ng impluwensya ng transverse mode instability ay ang fiber heating, at ang photon darkening effect ay pangunahing tumutukoy sa kapag ang fiber laser ay patuloy na naglalabas ng daan-daang watts o ilang kilowatts ng kapangyarihan, ang output power ay magpapakita ng isang mabilis na pagbaba ng trend, at mayroong isang tiyak na antas ng limitasyon sa patuloy na mataas na kapangyarihan na output ng fiber laser.

Bagama't ang mga partikular na sanhi ng photon darkening effect ay hindi pa malinaw na tinukoy sa kasalukuyan, karamihan sa mga tao ay naniniwala na ang oxygen defect center at charge transfer absorption ay maaaring humantong sa paglitaw ng photon darkening effect. Sa dalawang salik na ito, ang mga sumusunod na paraan ay iminungkahi upang pigilan ang epekto ng pagdidilim ng photon. Tulad ng aluminyo, posporus, atbp., upang maiwasan ang pagsipsip ng paglilipat ng singil, at pagkatapos ay sinubukan at inilapat ang na-optimize na aktibong hibla, ang tiyak na pamantayan ay upang mapanatili ang 3KW power output sa loob ng ilang oras at mapanatili ang 1KW power stable na output sa loob ng 100 oras.