Công nghệ bó sợi cải thiện công suất và độ sáng của laser bán dẫn màu xanh

Công nghệ bó sợi cải thiện sức mạnh và độ sáng củalaser bán dẫn màu xanh

Định hình chùm tia bằng cách sử dụng bước sóng giống hoặc gần củatia lazeđơn vị là cơ sở của sự kết hợp nhiều chùm tia laser có bước sóng khác nhau. Trong số đó, liên kết chùm tia không gian là xếp chồng nhiều chùm tia laser trong không gian để tăng công suất nhưng có thể làm giảm chất lượng chùm tia. Bằng cách sử dụng đặc tính phân cực tuyến tính củalaser bán dẫn, công suất của hai chùm tia có phương dao động vuông góc với nhau có thể tăng lên gần gấp đôi mà chất lượng chùm tia vẫn không thay đổi. Bộ bó sợi là một thiết bị sợi được điều chế trên cơ sở Gói sợi hợp nhất dạng côn (TFB). Đó là tước một bó lớp phủ sợi quang, sau đó sắp xếp lại với nhau theo một cách nhất định, đun nóng ở nhiệt độ cao để làm nóng chảy, đồng thời kéo căng bó sợi quang theo hướng ngược lại, vùng gia nhiệt sợi quang nóng chảy thành hình nón hợp nhất bó sợi quang. Sau khi cắt phần eo của hình nón, nối đầu ra của hình nón với sợi đầu ra. Công nghệ bó sợi có thể kết hợp nhiều bó sợi riêng lẻ thành một bó có đường kính lớn, nhờ đó đạt được khả năng truyền công suất quang cao hơn. Hình 1 là sơ đồ củatia laser màu xanhcông nghệ sợi.

Kỹ thuật kết hợp chùm tia quang phổ sử dụng một phần tử phân tán chip đơn để kết hợp đồng thời nhiều chùm tia laser với khoảng bước sóng thấp tới 0,1 nm. Nhiều chùm tia laser có bước sóng khác nhau chiếu tới phần tử phân tán ở các góc khác nhau, chồng lên nhau ở phần tử, sau đó nhiễu xạ và phát ra theo cùng một hướng dưới tác động phân tán, sao cho chùm tia laser kết hợp chồng lên nhau trong trường gần và trường xa, công suất bằng tổng của các chùm đơn vị và chất lượng chùm tia ổn định. Để hiện thực hóa sự kết hợp chùm tia quang phổ có khoảng cách hẹp, cách tử nhiễu xạ có độ phân tán mạnh thường được sử dụng làm phần tử kết hợp chùm tia hoặc cách tử bề mặt kết hợp với chế độ phản hồi gương bên ngoài, không có sự kiểm soát độc lập của phổ đơn vị laser, làm giảm khó khăn và chi phí.

Laser xanh và nguồn sáng tổng hợp của nó với tia laser hồng ngoại được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàn kim loại màu và sản xuất bồi đắp, nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng và độ ổn định của quy trình sản xuất. Tốc độ hấp thụ của tia laser xanh đối với kim loại màu tăng từ vài lần đến hàng chục lần so với tia laser bước sóng cận hồng ngoại, đồng thời nó cũng cải thiện titan, niken, sắt và các kim loại khác ở một mức độ nhất định. Laser xanh công suất cao sẽ dẫn đầu sự chuyển đổi trong sản xuất laser, cải thiện độ sáng và giảm chi phí là xu hướng phát triển trong tương lai. Việc sản xuất bồi đắp, ốp và hàn kim loại màu sẽ được sử dụng rộng rãi hơn.

Ở giai đoạn độ sáng xanh thấp và chi phí cao, nguồn sáng tổng hợp của laser xanh và laser cận hồng ngoại có thể cải thiện đáng kể hiệu suất chuyển đổi năng lượng của các nguồn sáng hiện có và tính ổn định của quy trình sản xuất với tiền đề là chi phí có thể kiểm soát được. Việc phát triển công nghệ kết hợp chùm tia quang phổ, giải quyết các vấn đề kỹ thuật và kết hợp công nghệ đơn vị laser có độ sáng cao để tạo ra nguồn laser bán dẫn màu xanh có độ sáng cao kilowatt và khám phá công nghệ kết hợp chùm tia mới có ý nghĩa rất quan trọng. Với sự gia tăng công suất và độ sáng của tia laser, dù là nguồn sáng trực tiếp hay gián tiếp, tia laser xanh sẽ rất quan trọng trong lĩnh vực quốc phòng và công nghiệp.