De glasvezelbundeltechnologie verbetert het vermogen en de helderheid vanblauwe halfgeleiderlaser
Bundelvorming met gebruikmaking van dezelfde of een vergelijkbare golflengte als delaserDe eenheid vormt de basis voor de combinatie van meerdere laserbundels met verschillende golflengten. Een van deze combinaties is ruimtelijke bundeling, waarbij meerdere laserbundels in de ruimte worden gestapeld om het vermogen te verhogen, maar dit kan de bundelkwaliteit verminderen. Door gebruik te maken van de lineaire polarisatiekarakteristiek vanhalfgeleiderlaserHet vermogen van twee bundels waarvan de trillingsrichting loodrecht op elkaar staat, kan bijna verdubbeld worden, terwijl de bundelkwaliteit onveranderd blijft. Een vezelbundelaar is een vezelapparaat dat is vervaardigd op basis van een taps toelopende vezelbundel (TFB). Hierbij wordt de coatinglaag van een bundel optische vezels verwijderd en worden de vezels op een bepaalde manier gerangschikt en op hoge temperatuur verhit om ze te smelten. Tegelijkertijd wordt de vezelbundel in de tegenovergestelde richting uitgerekt, waardoor het verhitte gedeelte van de vezel smelt tot een kegelvormige optische vezelbundel. Na het afsnijden van de kegelvormige taille wordt het uiteinde van de kegel aan een uitgangsvezel bevestigd. Vezelbundeltechnologie maakt het mogelijk om meerdere afzonderlijke vezelbundels te combineren tot een bundel met een grotere diameter, waardoor een hogere optische vermogensoverdracht mogelijk is. Figuur 1 toont een schematisch diagram van de vezelbundelaar.blauwe laservezeltechnologie.
De spectrale bundelcombinatietechniek maakt gebruik van een enkel dispersie-element op een chip om gelijktijdig meerdere laserbundels met golflengte-intervallen van slechts 0,1 nm te combineren. Meerdere laserbundels met verschillende golflengten vallen onder verschillende hoeken op het dispersie-element, overlappen elkaar daar en worden vervolgens door diffractie in dezelfde richting uitgestraald. Hierdoor overlappen de gecombineerde laserbundels elkaar in het nabije en verre veld, is het vermogen gelijk aan de som van de afzonderlijke bundels en is de bundelkwaliteit consistent. Om een spectrale bundelcombinatie met smalle intervallen te realiseren, wordt meestal een diffractierooster met sterke dispersie gebruikt als bundelcombinatie-element, of een oppervlakterooster in combinatie met een externe spiegel met terugkoppeling. Dit laatste is niet nodig om het spectrum van de afzonderlijke laserbundels afzonderlijk aan te sturen, waardoor de complexiteit en de kosten worden verlaagd.
Blauwe lasers en hun gecombineerde lichtbronnen met infraroodlasers worden veelvuldig gebruikt bij het lassen van non-ferrometalen en bij additive manufacturing (3D-printen). Ze verbeteren de energieomzettingsrendement en de stabiliteit van het productieproces. De absorptiesnelheid van blauwe lasers voor non-ferrometalen is vele malen hoger dan die van nabij-infraroodlasers. Bovendien zijn ze ook geschikt voor titanium, nikkel, ijzer en andere metalen. Krachtige blauwe lasers zullen een transformatie teweegbrengen in de laserproductie, waarbij een hogere helderheid en lagere kosten de toekomstige ontwikkelingstrend vormen. Additive manufacturing, bekleding en lassen van non-ferrometalen zullen hierdoor steeds vaker worden toegepast.
In het stadium van lage blauwe helderheid en hoge kosten kan de gecombineerde lichtbron van een blauwe laser en een nabij-infraroodlaser de energieomzettingsrendementen van bestaande lichtbronnen en de stabiliteit van het productieproces aanzienlijk verbeteren, onder de voorwaarde van beheersbare kosten. Het is van groot belang om spectrumbundelcombinatietechnologie te ontwikkelen, technische problemen op te lossen en lasertechnologie met hoge helderheid te combineren om een blauwe halfgeleiderlaser met een hoog vermogen van kilowatt te realiseren, en nieuwe bundelcombinatietechnologieën te onderzoeken. Met de toename van laservermogen en helderheid, zowel als directe als indirecte lichtbron, zal de blauwe laser een belangrijke rol gaan spelen in de nationale defensie en de industrie.
Geplaatst op: 4 juni 2024