Technische evolutie van vezellasers met hoog vermogen
Optimalisatie vanfiber laserstructuur
1, ruimtelichtpompstructuur
Vroege fiberlasers gebruikten meestal optische pompuitvoer,laseroutput, het uitgangsvermogen is laag, om het uitgangsvermogen van fiberlasers in korte tijd snel te verbeteren is er een grotere moeilijkheid.In 1999 brak het uitgangsvermogen van het onderzoeks- en ontwikkelingsveld van fiberlasers voor het eerst 10.000 watt, de structuur van de fiberlaser is voornamelijk het gebruik van optisch bidirectioneel pompen, dat een resonator vormt, met onderzoek naar de hellingsefficiëntie van de vezel laser bereikte 58,3%.
Hoewel het gebruik van vezelpomplicht en laserkoppelingstechnologie om vezellasers te ontwikkelen het uitgangsvermogen van vezellasers effectief kan verbeteren, is er tegelijkertijd complexiteit die niet bevorderlijk is voor de optische lens om het optische pad te bouwen. Zodra de laser moet worden verplaatst tijdens het opbouwen van het optische pad, moet het optische pad ook opnieuw worden aangepast, wat de brede toepassing van vezellasers met optische pompstructuur beperkt.
2, directe oscillatorstructuur en MOPA-structuur
Met de ontwikkeling van fiberlasers hebben bekledingsstrippers geleidelijk de lenscomponenten vervangen, waardoor de ontwikkelingsstappen van fiberlasers zijn vereenvoudigd en indirect de onderhoudsefficiëntie van fiberlasers is verbeterd.Deze ontwikkelingstrend symboliseert de geleidelijke bruikbaarheid van fiberlasers.Directe oscillatorstructuur en MOPA-structuur zijn de twee meest voorkomende structuren van fiberlasers op de markt.De directe oscillatorstructuur is dat het rooster de golflengte selecteert tijdens het oscillatieproces en vervolgens de geselecteerde golflengte uitvoert, terwijl MOPA de door het rooster geselecteerde golflengte gebruikt als het zaadlicht, en het zaadlicht wordt versterkt onder de werking van de eerste -niveau versterker, waardoor het uitgangsvermogen van de fiberlaser ook tot op zekere hoogte zal worden verbeterd.Fiberlasers met MPOA-structuur worden al lange tijd gebruikt als de voorkeursstructuur voor vezellasers met hoog vermogen.Uit latere onderzoeken is echter gebleken dat het hoge uitgangsvermogen in deze structuur gemakkelijk kan leiden tot de instabiliteit van de ruimtelijke verdeling binnen de fiberlaser, en dat de helderheid van de uitgangslaser tot op zekere hoogte zal worden beïnvloed, wat ook een directe impact heeft. op het krachtige uitgangseffect.
Met de ontwikkeling van pomptechnologie
De pompgolflengte van de vroege met ytterbium gedoteerde vezellaser is gewoonlijk 915 nm of 975 nm, maar deze twee pompgolflengten zijn de absorptiepieken van ytterbiumionen, dus dit wordt direct pompen genoemd. Direct pompen wordt niet veel gebruikt vanwege het kwantumverlies.In-band pomptechnologie is een uitbreiding van directe pomptechnologie, waarbij de golflengte tussen de pompgolflengte en de zendgolflengte vergelijkbaar is, en het kwantumverlies bij in-band pompen kleiner is dan dat van direct pompen.
Fiberlaser met hoog vermogenknelpunt in de technologische ontwikkeling
Hoewel fiberlasers een hoge toepassingswaarde hebben in militaire, medische en andere industrieën, heeft China de brede toepassing van fiberlasers gepromoot door bijna 30 jaar technologisch onderzoek en ontwikkeling, maar als je ervoor wilt zorgen dat fiberlasers een hoger vermogen kunnen leveren, zijn er nog steeds veel knelpunten in de bestaande technologie.Of het uitgangsvermogen van de fiberlaser bijvoorbeeld een single-mode single-mode 36,6 kW kan bereiken;De invloed van pompvermogen op het uitgangsvermogen van de fiberlaser;De invloed van het thermische lenseffect op het uitgangsvermogen van fiberlaser.
Bovendien moet bij het onderzoek naar technologie met een hoger uitgangsvermogen van fiberlasers ook rekening worden gehouden met de stabiliteit van de transversale modus en het fotonverduisteringseffect.Door onderzoek is het duidelijk geworden dat de invloedsfactor van de instabiliteit van de transversale modus de vezelverwarming is, en het fotonverdonkeringseffect heeft voornamelijk betrekking op het feit dat wanneer de fiberlaser continu honderden watts of meerdere kilowatts aan vermogen afgeeft, het uitgangsvermogen een snelle afnametrend, en er is een zekere mate van beperking op het continu hoge uitgangsvermogen van de fiberlaser.
Hoewel de specifieke oorzaken van het fotonverdonkeringseffect op dit moment niet duidelijk zijn gedefinieerd, geloven de meeste mensen dat zuurstofdefectcentrum en ladingsoverdrachtsabsorptie kunnen leiden tot het optreden van een fotonverdonkeringseffect.Met betrekking tot deze twee factoren worden de volgende manieren voorgesteld om het fotonverduisteringseffect te remmen.Zoals aluminium, fosfor, enz., om absorptie van ladingsoverdracht te voorkomen, en vervolgens wordt de geoptimaliseerde actieve vezel getest en toegepast, is de specifieke standaard om een vermogen van 3 kW gedurende enkele uren te behouden en een stabiel vermogen van 1 kW gedurende 100 uur te behouden.
Posttijd: 04-dec-2023