Sự phát triển kỹ thuật của laser sợi công suất cao

Sự phát triển kỹ thuật của laser sợi công suất cao

Tối ưu hóaLaser sợikết cấu

1, cấu trúc bơm ánh sáng không gian

Laser sợi sớm chủ yếu được sử dụng đầu ra bơm quang,laserĐầu ra, công suất đầu ra của nó thấp, để nhanh chóng cải thiện công suất đầu ra của laser sợi trong một khoảng thời gian ngắn có một khó khăn lớn hơn. Năm 1999, công suất đầu ra của lĩnh vực nghiên cứu và phát triển laser sợi đã phá vỡ 10.000 watt lần đầu tiên, cấu trúc của laser sợi chủ yếu là sử dụng bơm hai chiều quang học, tạo thành bộ cộng hưởng, với việc điều tra hiệu quả độ dốc của laser sợi quang đạt 58,3%.
Tuy nhiên, mặc dù việc sử dụng ánh sáng bơm sợi và công nghệ ghép laser để phát triển chất xơ có thể cải thiện hiệu quả công suất đầu ra của laser sợi, nhưng đồng thời có độ phức tạp, không có lợi cho ống dẫn quang để tạo ra đường dẫn, sau đó cấu trúc laser sợi.

2, Cấu trúc dao động trực tiếp và cấu trúc MOPA

Với sự phát triển của laser sợi, các vũ nữ thoát y trong lớp ốp đã dần thay thế các thành phần ống kính, đơn giản hóa các bước phát triển của laser sợi và cải thiện gián tiếp hiệu quả bảo trì của laser sợi. Xu hướng phát triển này tượng trưng cho tính thực tế dần dần của laser sợi. Cấu trúc dao động trực tiếp và cấu trúc MOPA là hai cấu trúc phổ biến nhất của laser sợi trên thị trường. Cấu trúc dao động trực tiếp là cách tử chọn bước sóng trong quá trình dao động, và sau đó đưa ra bước sóng đã chọn, trong khi MOPA sử dụng bước sóng được chọn bởi cách grating làm ánh sáng hạt, và ánh sáng hạt được khuếch đại theo tác dụng của bộ khuếch đại cấp độ đầu tiên, do đó, công suất đầu ra cũng sẽ được khuếch đại. Trong một thời gian dài, laser sợi có cấu trúc MPOA đã được sử dụng làm cấu trúc ưa thích cho laser sợi công suất cao. Tuy nhiên, các nghiên cứu tiếp theo đã phát hiện ra rằng sản lượng công suất cao trong cấu trúc này rất dễ dẫn đến sự không ổn định của phân phối không gian bên trong laser sợi và độ sáng laser đầu ra sẽ bị ảnh hưởng ở một mức độ nhất định, cũng có tác động trực tiếp đến hiệu ứng đầu ra công suất cao.

Với sự phát triển của công nghệ bơm

Bước sóng bơm của laser sợi pha tạp Ytterbium sớm thường là 915nm hoặc 975nm, nhưng hai bước sóng bơm này là các đỉnh hấp thụ của các ion Ytterbium, do đó, nó được gọi là bơm trực tiếp, bơm trực tiếp chưa được sử dụng rộng rãi do mất lượng tử. Công nghệ bơm trong băng tần là một phần mở rộng của công nghệ bơm trực tiếp, trong đó bước sóng giữa bước sóng bơm và bước sóng truyền là tương tự nhau, và tốc độ mất lượng tử của bơm trong băng tần nhỏ hơn so với bơm trực tiếp.

Laser sợi công suất caoTóc cổ phát triển công nghệ

Mặc dù laser sợi có giá trị ứng dụng cao trong quân sự, y tế và các ngành công nghiệp khác, Trung Quốc đã thúc đẩy ứng dụng rộng rãi của laser sợi trong gần 30 năm nghiên cứu và phát triển công nghệ, nhưng nếu bạn muốn tạo ra laser sợi có thể tạo ra công suất cao hơn, vẫn còn nhiều tắc nghẽn trong công nghệ hiện có. Ví dụ, liệu công suất đầu ra của laser sợi có thể đạt đến một chế độ đơn sợi đơn 36,6kW hay không; Ảnh hưởng của công suất bơm lên công suất đầu ra bằng laser sợi; Ảnh hưởng của hiệu ứng ống kính nhiệt đến công suất đầu ra của laser sợi.

Ngoài ra, nghiên cứu về công nghệ đầu ra công suất cao hơn của laser sợi cũng nên xem xét tính ổn định của chế độ ngang và hiệu ứng tối photon. Thông qua điều tra, rõ ràng là yếu tố ảnh hưởng của sự mất ổn định của chế độ ngang là hệ thống sưởi sợi và hiệu ứng tối photon chủ yếu đề cập đến điều đó khi laser sợi liên tục tạo ra hàng trăm watt hoặc vài kilowatt công suất, công suất đầu ra sẽ có xu hướng giảm nhanh.

Mặc dù các nguyên nhân cụ thể của hiệu ứng tối photon hiện chưa được xác định rõ ràng, nhưng hầu hết mọi người đều tin rằng trung tâm khiếm khuyết oxy và hấp thụ chuyển điện tích có thể dẫn đến sự xuất hiện của hiệu ứng tối photon. Trên hai yếu tố này, các cách sau đây được đề xuất để ức chế hiệu ứng tối photon. Chẳng hạn như nhôm, phốt pho, v.v., để tránh hấp thụ chuyển điện tích, và sau đó sợi hoạt động được tối ưu hóa được kiểm tra và áp dụng, tiêu chuẩn cụ thể là duy trì công suất 3kW trong vài giờ và duy trì công suất ổn định 1kW trong 100 giờ.