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 la 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 de recerca i desenvolupament de làsers de fibra va superar els 10.000 watts per primera vegada, l'estructura del làser de fibra és principalment l'ús de bombament bidireccional òptic, formant un ressonador, amb la investigació de l'eficiència de pendent del làser de fibra arribant al 58,3%.
Tanmateix, tot i que l'ús de la tecnologia de llum de bomba de fibra i acoblament làser per desenvolupar làsers de fibra pot millorar eficaçment la potència de sortida dels làsers de fibra, alhora hi ha complexitat, que no és propícia perquè la lent òptica construeixi la via òptica. Un cop cal moure el làser en el procés de construcció de la via òptica, també cal reajustar la via òptica, cosa que limita l'àmplia aplicació dels làsers de fibra amb estructura de bomba òptica.

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

Amb el desenvolupament dels làsers de fibra, els decapants de potència de revestiment han substituït gradualment els components de les lents, simplificant els passos de desenvolupament dels làsers de fibra i millorant indirectament l'eficiència del manteniment dels làsers de fibra. Aquesta tendència de desenvolupament simbolitza la practicitat gradual dels làsers de fibra. L'estructura d'oscil·lador directe i l'estructura MOPA són les dues estructures més comunes dels làsers de fibra al mercat. L'estructura d'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 sembra, i la llum de sembra s'amplifica sota l'acció de l'amplificador de primer nivell, de manera que la potència de sortida del làser de fibra també 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 descobert 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, cosa que també té un impacte directe en l'efecte de sortida d'alta potència.

Amb el desenvolupament de la tecnologia de bombament

La longitud d'ona de bombament del làser de fibra dopat amb itterbi primerenc sol ser de 915 nm o 975 nm, però aquestes dues longituds d'ona de bombament són els pics d'absorció dels ions d'itterbi, per la qual cosa s'anomena bombament directe, el bombament 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 bombament directe, en què la longitud d'ona entre la longitud d'ona de bombament i la longitud d'ona de transmissió és similar, i la taxa de pèrdua quàntica del bombament en banda és menor que la del bombament 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 les indústries militar, mèdica i altres, la Xina ha promogut l'àmplia aplicació dels làsers de fibra durant gairebé 30 anys d'investigació i desenvolupament tecnològic, però si es vol que els làsers de fibra puguin generar una potència més alta, encara hi ha molts colls d'ampolla en la tecnologia existent. Per exemple, si la potència de sortida del làser de fibra pot arribar als 36,6 kW d'un sol mode de fibra; la influència de la potència de bombament en la potència de sortida del làser de fibra; i 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 potència més alta del làser de fibra també hauria de tenir en compte l'estabilitat del mode transversal i l'efecte d'enfosquiment dels fotons. A través de la investigació, queda clar que el factor d'influència de la inestabilitat del mode transversal és l'escalfament de la fibra, i l'efecte d'enfosquiment dels fotons es refereix principalment al fet que quan el làser de fibra produeix contínuament centenars de watts o diversos quilowatts de potència, la potència de sortida mostrarà una tendència a la disminució ràpida i hi haurà un cert grau de limitació en la sortida de potència contínua d'alta potència del làser de fibra.

Tot i 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 defectes d'oxigen i l'absorció de transferència de càrrega poden conduir a l'aparició d'un efecte d'enfosquiment dels fotons. A partir d'aquests dos factors, es proposen les següents maneres d'inhibir l'efecte d'enfosquiment dels fotons. Com ara l'alumini, el fòsfor, etc., per evitar l'absorció de transferència de càrrega, es prova i s'aplica la fibra activa optimitzada. L'estàndard específic és mantenir una potència de sortida de 3 KW durant diverses hores i mantenir una potència de sortida estable d'1 KW durant 100 hores.