Evoluția tehnică a laserelor cu fibră de mare putere

Evoluția tehnică a laserelor cu fibră de mare putere

Optimizarealaser cu fibrăstructura

1, structura pompei de lumină spațială

Laserele cu fibră timpurii foloseau în mare parte ieșirea pompei optice,laserde ieșire, puterea sa de ieșire este scăzută, pentru a îmbunătăți rapid puterea de ieșire a laserelor cu fibră într-o perioadă scurtă de timp, există o dificultate mai mare. În 1999, puterea de ieșire a domeniului de cercetare și dezvoltare a laserului cu fibră a spart 10.000 de wați pentru prima dată, structura laserului cu fibră este în principal utilizarea de pompare optică bidirecțională, formând un rezonator, cu investigarea eficienței pantei fibrei laserul a ajuns la 58,3%.
Cu toate acestea, deși utilizarea luminii pompei cu fibră și a tehnologiei de cuplare cu laser pentru a dezvolta lasere cu fibră poate îmbunătăți în mod eficient puterea de ieșire a laserelor cu fibră, dar, în același timp, există o complexitate, care nu este propice lentilei optice pentru a construi calea optică, odată ce laserul trebuie mutat în procesul de construire a căii optice, atunci și calea optică trebuie să fie reajustată, ceea ce limitează aplicarea largă a laserelor cu fibre cu structură a pompei optice.

2, structura oscilatorului direct și structura MOPA

Odată cu dezvoltarea laserelor cu fibră, dispozitivele de decapare a capacului au înlocuit treptat componentele lentilelor, simplificând etapele de dezvoltare a laserelor cu fibră și îmbunătățind indirect eficiența de întreținere a laserelor cu fibră. Această tendință de dezvoltare simbolizează caracterul practic treptat al laserelor cu fibră. Structura oscilatorului direct și structura MOPA sunt cele mai comune două structuri ale laserelor cu fibră de pe piață. Structura oscilatorului direct este că rețeaua selectează lungimea de undă în procesul de oscilație și apoi emite lungimea de undă selectată, în timp ce MOPA folosește lungimea de undă selectată de rețea ca lumină de bază, iar lumina de bază este amplificată sub acțiunea primei. -amplificator de nivel, astfel încât puterea de ieșire a laserului cu fibră va fi, de asemenea, îmbunătățită într-o anumită măsură. Pentru o perioadă lungă de timp, laserele cu fibră cu structură MPOA au fost utilizate ca structură preferată pentru laserele cu fibră de mare putere. Cu toate acestea, studiile ulterioare au descoperit că puterea mare de ieșire din această structură este ușor de condus la instabilitatea distribuției spațiale în interiorul laserului cu fibră, iar luminozitatea laserului de ieșire va fi afectată într-o anumită măsură, ceea ce are, de asemenea, un impact direct. asupra efectului de ieșire de mare putere.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei de pompare

Lungimea de undă de pompare a laserului cu fibră dopată cu yterbiu timpuriu este de obicei 915nm sau 975nm, dar aceste două lungimi de undă de pompare sunt vârfurile de absorbție ale ionilor de iterbiu, așa că se numește pompare directă, pomparea directă nu a fost utilizată pe scară largă din cauza pierderii cuantice. Tehnologia de pompare în bandă este o extensie a tehnologiei de pompare directă, în care lungimea de undă dintre lungimea de undă de pompare și lungimea de undă de transmisie este similară, iar rata de pierdere cuantică a pompării în bandă este mai mică decât cea a pompei directe.

Laser cu fibră de mare putereblocaj de dezvoltare a tehnologiei

Deși laserele cu fibră au o valoare mare de aplicare în industriile militare, medicale și alte industrii, China a promovat aplicarea largă a laserelor cu fibră prin aproape 30 de ani de cercetare și dezvoltare tehnologică, dar dacă doriți să faceți lasere cu fibră să poată produce o putere mai mare, există încă multe blocaje în tehnologia existentă. De exemplu, dacă puterea de ieșire a laserului cu fibră poate ajunge la o singură fibră monomod de 36,6 KW; Influența puterii de pompare asupra puterii de ieșire a laserului cu fibră; Influența efectului lentilelor termice asupra puterii de ieșire a laserului cu fibră.

În plus, cercetarea tehnologiei de ieșire cu putere mai mare a laserului cu fibră ar trebui să ia în considerare și stabilitatea modului transversal și efectul de întunecare a fotonului. Prin investigație, este clar că factorul de influență al instabilității modului transversal este încălzirea fibrei, iar efectul de întunecare a fotonului se referă în principal la faptul că atunci când laserul cu fibră emite continuu sute de wați sau câțiva kilowați de putere, puterea de ieșire va arăta o tendință de scădere rapidă și există un anumit grad de limitare a puterii continue de mare putere a laserului cu fibră.

Deși cauzele specifice ale efectului de întunecare a fotonului nu au fost clar definite în prezent, majoritatea oamenilor cred că centrul defectelor de oxigen și absorbția transferului de sarcină pot duce la apariția efectului de întunecare a fotonului. Pe acești doi factori, sunt propuse următoarele modalități de a inhiba efectul de întunecare a fotonului. Cum ar fi aluminiul, fosforul etc., pentru a evita absorbția transferului de sarcină, iar apoi fibra activă optimizată este testată și aplicată, standardul specific este menținerea puterii de 3KW timp de câteva ore și menținerea unei puteri stabile de 1KW timp de 100 de ore.