Evoluția tehnică a laserelor cu fibră de mare putere

Evoluția tehnică a laserelor cu fibră de mare putere

Optimizarealaser cu fibrestructura

1, Structura pompei de lumină spațială

Laserele cu fibre timpurii au folosit în mare parte producția de pompă optică,laserieșire, puterea sa de ieșire este scăzută, pentru a îmbunătăți rapid puterea de ieșire a laserelor cu fibre într -o perioadă scurtă de timp, există o dificultate mai mare. În 1999, puterea de ieșire a domeniului de cercetare și dezvoltare laser cu fibre a rupt 10.000 de wați pentru prima dată, structura laserului cu fibre este în principal utilizarea pompei bidirecționale optice, formând un rezonator, cu investigarea eficienței pantei laserului de fibre a ajuns la 58,3%.
Cu toate acestea, deși utilizarea tehnologiei de lumină a pompei de fibre și de cuplare cu laser pentru a dezvolta lasere cu fibre poate îmbunătăți eficient puterea de ieșire a laserelor cu fibre, dar, în același timp Structura lasere cu fibre.

2, Structura directă a oscilatorului și structura MOPA

Odată cu dezvoltarea laserelor cu fibre, dezbrăcările de putere de placare au înlocuit treptat componentele lentilelor, simplificând etapele de dezvoltare a laserelor cu fibre și îmbunătățind indirect eficiența de întreținere a laserelor cu fibre. Această tendință de dezvoltare simbolizează practicitatea treptată a laserelor cu fibre. Structura directă a oscilatorului și structura MOPA sunt cele mai frecvente două structuri ale laserelor cu fibre de pe piață. Structura directă a oscilatorului este aceea că grătarul selectează lungimea de undă în procesul de oscilație, apoi produce lungimea de undă selectată, în timp ce MOPA folosește lungimea de undă selectată de grâu ca lumină de semințe, iar lumina de semințe este amplificată sub acțiunea amplificatorului de prim nivel, astfel încât puterea de ieșire a laserului fibrei va fi îmbunătățită și la o anumită măsură. Pentru o perioadă lungă de timp, laserele cu fibre cu structură MPOA au fost utilizate ca structură preferată pentru laserele cu fibră de mare putere. Cu toate acestea, studiile ulterioare au descoperit că producția de putere mare în această structură este ușor de dus la instabilitatea distribuției spațiale în interiorul laserului cu fibre, iar luminozitatea laserului de ieșire va fi afectată într-o anumită măsură, ceea ce are și un impact direct asupra efectului de ieșire de putere mare.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei de pompare

Lungimea de undă de pompare a laserului cu fibră dopată de ytterbium timpuriu este de obicei 915nm sau 975nm, dar aceste două lungimi de undă de pompare sunt vârfurile de absorbție ale ionilor de ytterbium, deci 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 transmitere este similară, iar rata de pierdere cuantică a pompei în bandă este mai mică decât cea a pompei directe.

Laser cu fibră de mare putereBloc de blocare a tehnologiei

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

În plus, cercetarea tehnologiei de putere mai mare a laserului cu fibre ar trebui să ia în considerare și stabilitatea modului transvers și a efectului de întunecare a fotonului. Prin investigare, este clar că factorul de influență al instabilității modului transversal este încălzirea fibrelor, iar efectul de întunecare a fotonului se referă în principal la acesta atunci când laserul de fibre decurge în mod continuu sute de wați sau mai multe kilowati de putere, puterea de ieșire va arăta o tendință de declin rapid și există un anumit grad de limitare la puterea continuă de mare putere a fibrei.

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