Suure võimsusega kiudlaserite tehniline areng

Suure võimsusega kiudlaserite tehniline areng

Optimeeriminekiudlaserstruktuur

1, ruumi valguspumba struktuur

Varased kiudlaserid kasutasid enamasti optilise pumba väljundit,laserväljund, selle väljundvõimsus on madal, kiudlaserite väljundvõimsuse kiireks parandamiseks lühikese aja jooksul on suurem raskus. Aastal 1999 murdis kiudlaseri uurimis- ja arendusvälja väljundvõimsus esimest korda 10 000 vatti, kiudlaseri struktuur on peamiselt optilise kahesuunalise pumpamise kasutamine, mis moodustab resonaatori, koos kiu kalde efektiivsuse uurimisega. laser saavutas 58,3%.
Kuigi kiudpumba valguse ja lasersidetehnoloogia kasutamine kiudlaserite väljatöötamiseks võib tõhusalt parandada kiudlaserite väljundvõimsust, on see siiski keeruline, mis ei soodusta optilise läätse optilise tee rajamist, kui laserit tuleb optilise tee ehitamise käigus liigutada, tuleb ka optiline tee uuesti reguleerida, mis piirab optilise pumba struktuuriga kiudlaserite laialdast kasutamist.

2, otseostsillaatori struktuur ja MOPA struktuur

Kiudlaserite väljatöötamisega on kattejõu eemaldajad järk-järgult asendanud läätsede komponente, lihtsustades kiudlaserite arendusetappe ja parandades kaudselt kiudlaserite hooldustõhusust. See arengusuund sümboliseerib kiudlaserite järkjärgulist praktilisust. Otseostsillaatori struktuur ja MOPA struktuur on kaks kõige levinumat kiudlaserite struktuuri turul. Otsese ostsillaatori struktuur seisneb selles, et võre valib võnkeprotsessis lainepikkuse ja seejärel väljastab valitud lainepikkuse, MOPA aga kasutab seemnevalgusena võre poolt valitud lainepikkust ja seemnevalgust võimendab esimese lainepikkuse toimel. -taseme võimendi, seega paraneb teatud määral ka kiudlaseri väljundvõimsus. MPOA struktuuriga kiudlasereid on pikka aega kasutatud suure võimsusega kiudlaserite eelistatud struktuurina. Hilisemad uuringud on aga leidnud, et selle struktuuri suure võimsusega väljund võib kergesti viia kiudlaseri sees asuva ruumilise jaotuse ebastabiilsuseni ja väljundlaseri heledust mõjutab teatud määral, millel on ka otsene mõju. suure võimsusega väljundefekti kohta.

Pumpamistehnoloogia arenguga

Varase ütterbiumiga legeeritud kiudlaseri pumpamise lainepikkus on tavaliselt 915 nm või 975 nm, kuid need kaks pumpamise lainepikkust on ütterbiumiioonide neeldumispiigid, seega nimetatakse seda otsepumpamiseks, otsepumpamist pole kvantkao tõttu laialdaselt kasutatud. Ribasisene pumpamise tehnoloogia on otsepumpamise tehnoloogia laiendus, mille puhul pumpamise lainepikkuse ja edastava lainepikkuse vaheline lainepikkus on sarnane ning ribasisese pumpamise kvantkao kiirus on väiksem kui otsepumpamisel.

Suure võimsusega kiudlasertehnoloogia arendamise kitsaskoht

Kuigi kiudlaseritel on sõja-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes kõrge kasutusväärtus, on Hiina ligi 30-aastase tehnoloogiaalase uurimis- ja arendustegevuse kaudu edendanud kiudlaserite laialdast kasutamist, kuid kui soovite, et kiudlaserid suudaksid väljastada suuremat võimsust, on siiski olemasolevas tehnoloogias on palju kitsaskohti. Näiteks kas kiudlaseri väljundvõimsus võib ulatuda ühekiulise ühemoodilise 36,6KW-ni; Pumpamisvõimsuse mõju kiudlaseri väljundvõimsusele; Termilise läätse mõju mõju kiudlaseri väljundvõimsusele.

Lisaks tuleks kiudlaseri suurema võimsusega väljundtehnoloogia uurimisel arvestada ka põikrežiimi stabiilsuse ja footonite tumenemise efektiga. Uurimise käigus on selge, et põikrežiimi ebastabiilsuse mõjutegur on kiudude kuumenemine ja footonite tumenemise efekt viitab peamiselt sellele, et kui kiudlaser väljastab pidevalt sadu vatti või mitu kilovatti võimsust, näitab väljundvõimsus kiire langustrend ja kiudlaseri pidev suure võimsusega väljund on teatud määral piiratud.

Kuigi footonite tumenemise efekti konkreetseid põhjuseid ei ole praegu selgelt määratletud, usuvad enamik inimesi, et hapniku defektide keskus ja laengu ülekande neeldumine võivad põhjustada footonite tumenemise efekti. Nende kahe teguri puhul on footonite tumenemise efekti pärssimiseks välja pakutud järgmised viisid. Näiteks alumiinium, fosfor jne, et vältida laengu ülekande neeldumist ning seejärel optimeeritud aktiivkiudu testitakse ja rakendatakse, on konkreetne standard säilitada 3 kW võimsust mitu tundi ja säilitada 1 kW võimsus stabiilset väljundit 100 tundi.