Teknikal na ebolusyon ng mga high-power fiber laser

Teknikal na ebolusyon ng mga high-power fiber laser

Pag-optimize nghibla ng laseristruktura

1, istraktura ng pump ng ilaw sa espasyo

Ang mga unang fiber laser ay kadalasang gumagamit ng optical pump output,laserMababa ang output power nito, kaya mas mahirap para sa mabilis na pagpapabuti ng output power ng fiber laser sa maikling panahon. Noong 1999, ang output power ng fiber laser research and development field ay lumagpas sa 10,000 watts sa unang pagkakataon, ang istruktura ng fiber laser ay pangunahing gumagamit ng optical bidirectional pumping, na bumubuo ng resonator, at ang slope efficiency ng fiber laser ay umabot sa 58.3%.
Gayunpaman, bagama't ang paggamit ng fiber pump light at laser coupling technology upang bumuo ng mga fiber laser ay maaaring epektibong mapabuti ang output power ng mga fiber laser, ngunit kasabay nito ay mayroong pagiging kumplikado, na hindi nakakatulong sa optical lens upang bumuo ng optical path. Kapag ang laser ay kailangang ilipat sa proseso ng pagbuo ng optical path, ang optical path ay kailangan ding muling isaayos, na naglilimita sa malawak na aplikasyon ng optical pump structure fiber lasers.

2, direktang istruktura ng osileytor at istruktura ng MOPA

Kasabay ng pag-unlad ng mga fiber laser, unti-unting pinalitan ng mga cladding power stripper ang mga bahagi ng lens, na nagpapadali sa mga hakbang sa pag-unlad ng mga fiber laser at hindi direktang nagpapabuti sa kahusayan sa pagpapanatili ng mga fiber laser. Ang trend ng pag-unlad na ito ay sumisimbolo sa unti-unting praktikalidad ng mga fiber laser. Ang istrukturang direktang oscillator at istrukturang MOPA ang dalawang pinakakaraniwang istruktura ng mga fiber laser sa merkado. Ang istrukturang direktang oscillator ay ang grating ay pumipili ng wavelength sa proseso ng oscillation, at pagkatapos ay inilalabas ang napiling wavelength, habang ginagamit ng MOPA ang wavelength na pinili ng grating bilang seed light, at ang seed light ay pinapalakas sa ilalim ng aksyon ng first-level amplifier, kaya ang output power ng fiber laser ay mapapabuti rin sa isang tiyak na lawak. Sa loob ng mahabang panahon, ang mga fiber laser na may istrukturang MPOA ay ginamit bilang ginustong istruktura para sa mga high-power fiber laser. Gayunpaman, natuklasan ng mga kasunod na pag-aaral na ang high-power output sa istrukturang ito ay madaling humantong sa kawalang-tatag ng spatial distribution sa loob ng fiber laser, at ang liwanag ng output laser ay maaapektuhan sa isang tiyak na lawak, na mayroon ding direktang epekto sa high-power output effect.

Kasabay ng pag-unlad ng teknolohiya ng pagbomba

Ang pumping wavelength ng sinaunang ytterbium-doped fiber laser ay karaniwang 915nm o 975nm, ngunit ang dalawang pumping wavelength na ito ay ang mga absorption peak ng mga ytterbium ion, kaya ito ay tinatawag na direct pumping, ang direct pumping ay hindi pa malawakang 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 ng transmitting wavelength ay magkatulad, at ang quantum loss rate ng in-band pumping ay mas maliit kaysa sa direct pumping.

Mataas na lakas na fiber laserhadlang sa pag-unlad ng teknolohiya

Bagama't mataas ang halaga ng aplikasyon ng mga fiber laser sa industriya ng militar, medisina, at iba pang industriya, itinaguyod ng Tsina ang malawakang aplikasyon ng mga fiber laser sa halos 30 taon ng pananaliksik at pagpapaunlad ng teknolohiya, ngunit kung nais mong gumawa ng mga fiber laser na makapaglalabas ng mas mataas na lakas, marami pa ring mga bottleneck sa umiiral na teknolohiya. Halimbawa, kung ang output power ng fiber laser ay maaaring umabot sa single-fiber single-mode na 36.6KW; Ang impluwensya ng pumping power sa output power ng fiber laser; Ang impluwensya ng thermal lens effect sa output power ng fiber laser.

Bukod pa rito, dapat ding isaalang-alang ng pananaliksik sa teknolohiya ng higher power output ng fiber laser ang katatagan ng transverse mode at photon darkening effect. Sa pamamagitan ng pagsisiyasat, malinaw na ang salik na nakakaapekto sa transverse mode instability ay ang pag-init ng fiber, 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 power, ang output power ay magpapakita ng mabilis na pagbaba ng trend, at mayroong isang tiyak na antas ng limitasyon sa patuloy na high power output ng fiber laser.

Bagama't hindi pa malinaw na natutukoy sa kasalukuyan ang mga partikular na sanhi ng photon darkening effect, karamihan sa mga tao ay naniniwala na ang oxygen defect center at charge transfer absorption ay maaaring humantong sa paglitaw ng photon darkening effect. Batay sa dalawang salik na ito, ang mga sumusunod na paraan ay iminungkahi upang mapigilan ang photon darkening effect. Tulad ng aluminum, phosphorus, atbp., upang maiwasan ang charge transfer absorption, at pagkatapos ay susubukan at ilapat ang na-optimize na active fiber, ang partikular na pamantayan ay ang pagpapanatili ng 3KW power output sa loob ng ilang oras at pagpapanatili ng 1KW power stable output sa loob ng 100 oras.