Evolució tècnica dels làsers de fibra d'alta potència

Evolució tècnica dels làsers de fibra d'alta potència

Optimització delàser de fibraestructura

1, estructura de bomba de llum espacial

Els primers làsers de fibra utilitzaven principalment la sortida de la bomba òptica,làsersortida, la seva potència de sortida és baixa, per tal de millorar ràpidament la potència de sortida dels làsers de fibra en un curt període de temps, hi ha una dificultat més gran. El 1999, la potència de sortida del camp d'investigació i desenvolupament del làser de fibra va trencar 10.000 watts per primera vegada, l'estructura del làser de fibra és principalment l'ús de bombeig òptic bidireccional, formant un ressonador, amb la investigació de l'eficiència del pendent de la fibra. làser va arribar al 58,3%.
Tanmateix, tot i que l'ús de la llum de la bomba de fibra i la tecnologia d'acoblament làser per desenvolupar làsers de fibra pot millorar eficaçment la potència de sortida dels làsers de fibra, però al mateix temps hi ha complexitat, que no afavoreix la lent òptica per construir el camí òptic, una vegada que el làser s'ha de moure en el procés de construcció del camí òptic, també s'ha de reajustar el camí òptic, cosa que limita l'àmplia aplicació dels làsers de fibra d'estructura de bomba òptica.

2, estructura d'oscil·lador directe i estructura MOPA

Amb el desenvolupament dels làsers de fibra, els separadors de potència de revestiment han substituït gradualment els components de la lent, simplificant els passos de desenvolupament dels làsers de fibra i millorant indirectament l'eficiència de manteniment dels làsers de fibra. Aquesta tendència de desenvolupament simbolitza la pràctica gradual dels làsers de fibra. L'estructura d'oscil·lador directe i l'estructura MOPA són les dues estructures més comunes de làsers de fibra al mercat. L'estructura de l'oscil·lador directe és que la reixeta selecciona la longitud d'ona en el procés d'oscil·lació i després emet la longitud d'ona seleccionada, mentre que MOPA utilitza la longitud d'ona seleccionada per la reixeta com a llum de llavor, i la llum de llavor s'amplifica sota l'acció de la primera. amplificador de nivell, de manera que la potència de sortida del làser de fibra també es millorarà fins a cert punt. Durant un llarg període de temps, els làsers de fibra amb estructura MPOA s'han utilitzat com a estructura preferida per als làsers de fibra d'alta potència. Tanmateix, estudis posteriors han trobat que la sortida d'alta potència en aquesta estructura és fàcil de conduir a la inestabilitat de la distribució espacial dins del làser de fibra, i la brillantor del làser de sortida es veurà afectada fins a cert punt, la qual cosa també té un impacte directe. sobre l'efecte de sortida d'alta potència.

Amb el desenvolupament de la tecnologia de bombeig

La longitud d'ona de bombeig del primer làser de fibra dopada amb iterbi sol ser de 915 nm o 975 nm, però aquestes dues longituds d'ona de bombeig són els pics d'absorció dels ions d'iterbi, per la qual cosa s'anomena bombeig directe, el bombeig directe no s'ha utilitzat àmpliament a causa de la pèrdua quàntica. La tecnologia de bombament en banda és una extensió de la tecnologia de bombeig directe, en la qual la longitud d'ona entre la longitud d'ona de bombeig i la longitud d'ona de transmissió és similar i la taxa de pèrdua quàntica del bombament en banda és menor que la del bombeig directe.

Làser de fibra d'alta potènciacoll d'ampolla del desenvolupament tecnològic

Tot i que els làsers de fibra tenen un alt valor d'aplicació en indústries militars, mèdiques i altres, la Xina ha promogut l'aplicació àmplia de làsers de fibra durant gairebé 30 anys d'investigació i desenvolupament tecnològic, però si voleu que els làsers de fibra puguin produir una potència més gran, encara hi ha molts colls d'ampolla en la tecnologia existent. Per exemple, si la potència de sortida del làser de fibra pot assolir un únic mode de fibra de 36,6 kW; La influència de la potència de bombeig en la potència de sortida del làser de fibra; La influència de l'efecte de la lent tèrmica en la potència de sortida del làser de fibra.

A més, la investigació de la tecnologia de sortida de major potència del làser de fibra també hauria de tenir en compte l'estabilitat del mode transversal i l'efecte d'enfosquiment de fotons. A través de la investigació, està clar que el factor d'influència de la inestabilitat del mode transversal és l'escalfament de la fibra, i l'efecte d'enfosquiment de fotons es refereix principalment a que quan el làser de fibra produeix contínuament centenars de watts o diversos quilowatts de potència, la potència de sortida mostrarà un tendència de declivi ràpid i hi ha un cert grau de limitació a la sortida contínua d'alta potència del làser de fibra.

Encara que les causes específiques de l'efecte d'enfosquiment dels fotons no s'han definit clarament actualment, la majoria de la gent creu que el centre de defecte d'oxigen i l'absorció de transferència de càrrega poden provocar l'aparició d'un efecte d'enfosquiment de fotons. Sobre aquests dos factors, es proposen les maneres següents per inhibir l'efecte d'enfosquiment dels fotons. Com l'alumini, el fòsfor, etc., per evitar l'absorció de transferència de càrrega, i després es prova i s'aplica la fibra activa optimitzada, l'estàndard específic és mantenir una potència de 3KW durant diverses hores i mantenir una potència estable d'1KW durant 100 hores.