Техничка еволуција високоенергетских влакнастих ласера

Техничка еволуција високоенергетских влакнастих ласера

Оптимизацијавлакнасти ласерструктура

1, структура пумпе за свемирско светло

Рани влакнасти ласери су углавном користили оптички излаз пумпе,ласеризлаз, његова излазна снага је ниска, како би се брзо побољшала излазна снага влакнастих ласера ​​у кратком временском периоду, постоји већа потешкоћа. Године 1999, излазна снага у области истраживања и развоја влакнастих ласера ​​први пут је прешла 10.000 вати, структура влакнастог ласера ​​је углавном користила оптичко двосмерно пумпање, формирајући резонатор, са истраживањем ефикасности нагиба влакнастог ласера ​​​​која је достигла 58,3%.
Међутим, иако употреба светлости влакнасте пумпе и технологије ласерског спајања за развој влакнастих ласера ​​може ефикасно побољшати излазну снагу влакнастих ласера, истовремено постоји сложеност, која не погодује оптичком сочиву да изгради оптичку путању, када се ласер мора померити у процесу изградње оптичке путање, онда се оптичка путања такође мора поново подесити, што ограничава широку примену влакнастих ласера ​​са структуром оптичке пумпе.

2, структура директног осцилатора и MOPA структура

Развојем влакнастих ласера, средства за скидање облоге су постепено заменила компоненте сочива, поједностављујући кораке развоја влакнастих ласера ​​и индиректно побољшавајући ефикасност одржавања влакнастих ласера. Овај тренд развоја симболизује постепену практичност влакнастих ласера. Структура директног осцилатора и MOPA структура су две најчешће структуре влакнастих ласера ​​на тржишту. Структура директног осцилатора је таква да решетка бира таласну дужину у процесу осциловања, а затим емитује изабрану таласну дужину, док MOPA користи таласну дужину коју је изабрала решетка као почетну светлост, а почетна светлост се појачава под дејством појачала првог нивоа, тако да се излазна снага влакнастог ласера ​​такође донекле побољшава. Дуго времена, влакнасти ласери са MPOA структуром су коришћени као преферирана структура за влакнасте ласере велике снаге. Међутим, накнадне студије су откриле да велика излазна снага у овој структури лако може довести до нестабилности просторне расподеле унутар влакнастог ласера, а излазна осветљеност ласера ​​ће бити донекле погођена, што такође директно утиче на ефекат велике излазне снаге.

Са развојем технологије пумпи

Таласна дужина пумпања раних влакнастих ласера ​​допираних итербијумом је обично 915 нм или 975 нм, али ове две таласне дужине пумпања су апсорпциони врхови итербијумских јона, па се назива директно пумпање, директно пумпање није широко коришћено због квантних губитака. Технологија пумпања у опсегу је проширење технологије директног пумпања, код које је таласна дужина између таласне дужине пумпања и таласне дужине преноса слична, а стопа квантних губитака код пумпања у опсегу је мања од оне код директног пумпања.

Фибер ласер велике снагеуско грло у развоју технологије

Иако влакнасти ласери имају високу применљиву вредност у војној, медицинској и другим индустријама, Кина је промовисала широку примену влакнастих ласера ​​кроз скоро 30 година истраживања и развоја технологије, али ако желите да влакнасти ласери могу да емитују већу снагу, и даље постоје многа уска грла у постојећој технологији. На пример, да ли излазна снага влакнастог ласера ​​може да достигне 36,6 kW у једном моду са једним влакном; Утицај снаге пумпања на излазну снагу влакнастог ласера; Утицај ефекта термичког сочива на излазну снагу влакнастог ласера.

Поред тога, истраживање технологије веће излазне снаге фибер ласера ​​требало би да узме у обзир и стабилност трансверзалног мода и ефекат фотонског потамњења. Истраживањем је јасно да је фактор утицаја нестабилности трансверзалног мода загревање влакана, а ефекат фотонског потамњења се углавном односи на то да када фибер ласер континуирано емитује стотине вати или неколико киловата снаге, излазна снага ће показати тренд брзог пада, и постоји одређени степен ограничења континуиране велике излазне снаге фибер ласера.

Иако специфични узроци ефекта фотонског потамњења тренутно нису јасно дефинисани, већина људи верује да центар дефекта кисеоника и апсорпција преноса наелектрисања могу довести до појаве ефекта фотонског потамњења. На основу ова два фактора, предложени су следећи начини за инхибирање ефекта фотонског потамњења. На пример, алуминијум, фосфор итд., како би се избегла апсорпција преноса наелектрисања, а затим се тестира и примењује оптимизовано активно влакно, специфичан стандард је одржавање излазне снаге од 3 kW током неколико сати и одржавање стабилне излазне снаге од 1 kW током 100 сати.