A nagy teljesítményű száloptikás lézerek műszaki fejlődése
Optimalizálásszálas lézerszerkezet
1, térvilágítási szivattyú szerkezete
A korai száloptikás lézerek többnyire optikai pumpa kimenetet használtak,lézerAlacsony kimeneti teljesítménye miatt a szálas lézerek kimeneti teljesítményének gyors növelése rövid idő alatt nagyobb nehézséget okoz. 1999-ben a szálas lézer kutatási és fejlesztési területén a kimeneti teljesítmény először haladta meg a 10 000 wattot. A szálas lézer szerkezete főként optikai kétirányú pumpáláson alapul, rezonátort képezve. A szálas lézer lejtési hatékonyságának vizsgálata elérte az 58,3%-ot.
Azonban, bár a szálas szivattyúzású fény és a lézercsatolási technológia használata a szálas lézerek fejlesztéséhez hatékonyan javíthatja a szálas lézerek kimeneti teljesítményét, ugyanakkor bonyolult is, ami nem segíti elő az optikai lencse számára az optikai útvonal kiépítését. Miután a lézert mozgatni kell az optikai útvonal kiépítése során, az optikai útvonalat is újra kell állítani, ami korlátozza az optikai szivattyúzású szálas lézerek széles körű alkalmazását.
2. közvetlen oszcillátor szerkezet és MOPA szerkezet
A szálas lézerek fejlődésével a burkoló teljesítményeltávolítók fokozatosan felváltották a lencsealkatrészeket, leegyszerűsítve a szálas lézerek fejlesztési lépéseit és közvetve javítva a szálas lézerek karbantartási hatékonyságát. Ez a fejlesztési trend a szálas lézerek fokozatos gyakorlatiasságát szimbolizálja. A közvetlen oszcillátor szerkezet és a MOPA szerkezet a két leggyakoribb szálas lézerszerkezet a piacon. A közvetlen oszcillátor szerkezet lényege, hogy a rács a rezgés során kiválasztja a hullámhosszt, majd a kiválasztott hullámhosszt adja ki, míg a MOPA a rács által kiválasztott hullámhosszt használja vetőfényként, és a vetőfényt az első szintű erősítő hatására erősítik, így a szálas lézer kimeneti teljesítménye is bizonyos mértékig javul. Hosszú ideig az MPOA szerkezetű szálas lézereket használták a nagy teljesítményű szálas lézerek előnyben részesített szerkezeteként. A későbbi tanulmányok azonban kimutatták, hogy az ilyen struktúrában a nagy teljesítményű kimenet könnyen a szálas lézeren belüli térbeli eloszlás instabilitásához vezethet, és a kimeneti lézer fényereje bizonyos mértékig megváltozik, ami szintén közvetlen hatással van a nagy teljesítményű kimeneti hatásra.
A szivattyúzási technológia fejlődésével
A korai itterbiummal adalékolt szálas lézer pumpálási hullámhossza általában 915 nm vagy 975 nm volt, de ez a két pumpálási hullámhossz az itterbiumionok abszorpciós csúcsa, ezért direkt pumpálásnak nevezik, a direkt pumpálást a kvantumveszteség miatt nem széles körben alkalmazták. A sávon belüli pumpálási technológia a direkt pumpálási technológia kiterjesztése, amelyben a pumpálási hullámhossz és az adási hullámhossz közötti hullámhossz hasonló, és a sávon belüli pumpálás kvantumveszteségi sebessége kisebb, mint a direkt pumpálásé.
Nagy teljesítményű szálas lézertechnológiafejlesztési szűk keresztmetszet
Bár a szálas lézerek nagy alkalmazási értékkel bírnak a katonai, orvosi és más iparágakban, Kína közel 30 éves technológiai kutatással és fejlesztéssel mozdította elő a szálas lézerek széles körű alkalmazását, de ha nagyobb teljesítményt szeretnének leadni a szálas lézerekben, a meglévő technológiában még mindig számos szűk keresztmetszet van. Például, hogy a szálas lézer kimeneti teljesítménye elérheti-e az egyszálas, egymódusú 36,6 kW-ot; a pumpálási teljesítmény hatása a szálas lézer kimeneti teljesítményére; a hőlencse hatásának hatása a szálas lézer kimeneti teljesítményére.
Ezenkívül a szálas lézer nagyobb teljesítményű technológiájának kutatása során figyelembe kell venni a transzverzális módus stabilitását és a foton sötétedési hatást is. A vizsgálat során egyértelművé vált, hogy a transzverzális módus instabilitásának befolyásoló tényezője a szál felmelegedése, és a foton sötétedési hatás főként arra utal, hogy amikor a szálas lézer folyamatosan több száz watt vagy több kilowatt teljesítményt ad ki, a kimeneti teljesítmény gyorsan csökkenő tendenciát mutat, és a szálas lézer folyamatos nagy teljesítményű kimenete bizonyos fokú korlátozást mutat.
Bár a foton sötétedési hatás konkrét okait jelenleg nem határozták meg egyértelműen, a legtöbb ember úgy véli, hogy az oxigénhiba-központ és a töltésátvitel elnyelése vezethet a foton sötétedési hatás kialakulásához. E két tényező alapján a következő módszereket javasolják a foton sötétedési hatás gátlására. A töltésátvitel elnyelésének elkerülése érdekében használjon alumíniumot, foszfort stb., majd optimalizált aktív szálat tesztelnek és alkalmaznak, a konkrét szabvány az, hogy 3 kW teljesítményt tartsanak fenn több órán keresztül, és 1 kW teljesítményt stabilizáljanak 100 órán keresztül.
Közzététel ideje: 2023. dec. 4.