Teknisk udvikling af højtydende fiberlasere

Teknisk udvikling af højtydende fiberlasere

Optimering affiberlaserstruktur

1, rumlyspumpestruktur

Tidlige fiberlasere brugte mest optisk pumpeudgang,laserUdgangseffekten er lav, og det er derfor endnu vanskeligere at forbedre fiberlaserens udgangseffekt hurtigt og på kort tid. I 1999 nåede forsknings- og udviklingsfeltet for fiberlasere for første gang 10.000 watt. Fiberlaserens struktur er primært baseret på brug af optisk tovejspumpning, der danner en resonator, og fiberlaserens hældningseffektivitet nåede 58,3%.
Selvom brugen af ​​fiberpumpelys og laserkoblingsteknologi til udvikling af fiberlasere effektivt kan forbedre fiberlasernes udgangseffekt, er der samtidig kompleksitet, som ikke er befordrende for den optiske linse til at opbygge den optiske bane. Når laseren skal bevæges i processen med at opbygge den optiske bane, skal den optiske bane også justeres igen, hvilket begrænser den brede anvendelse af fiberlasere med optisk pumpestruktur.

2, direkte oscillatorstruktur og MOPA-struktur

Med udviklingen af ​​fiberlasere har cladding power strippers gradvist erstattet linsekomponenterne, hvilket forenkler udviklingstrinnene for fiberlasere og indirekte forbedrer vedligeholdelseseffektiviteten af ​​fiberlasere. Denne udviklingstendens symboliserer den gradvise praktiske anvendelighed af fiberlasere. Direkte oscillatorstruktur og MOPA-struktur er de to mest almindelige strukturer for fiberlasere på markedet. Den direkte oscillatorstruktur er, at gitteret vælger bølgelængden i oscillationsprocessen og derefter udsender den valgte bølgelængde, mens MOPA bruger den bølgelængde, der er valgt af gitteret, som frølys, og frølyset forstærkes under påvirkning af førsteniveauforstærkeren, så fiberlaserens udgangseffekt også vil blive forbedret til en vis grad. I lang tid har fiberlasere med MPOA-struktur været den foretrukne struktur til højtydende fiberlasere. Efterfølgende undersøgelser har dog vist, at højtydende effekt i denne struktur let fører til ustabilitet i den rumlige fordeling inde i fiberlaseren, og udgangslaserens lysstyrke vil blive påvirket til en vis grad, hvilket også har en direkte indvirkning på højtydende effekt.

Med udviklingen af ​​pumpeteknologi

Pumpebølgelængden for den tidlige ytterbiumdopede fiberlaser er normalt 915 nm eller 975 nm, men disse to pumpebølgelængder er absorptionstoppene for ytterbiumioner, så det kaldes direkte pumpning. Direkte pumpning har ikke været udbredt på grund af kvantetabet. In-band pumping-teknologi er en udvidelse af direkte pumping-teknologi, hvor bølgelængden mellem pumpebølgelængden og den transmitterende bølgelængde er ens, og kvantetabet ved in-band pumpning er mindre end ved direkte pumpning.

Højtydende fiberlaserflaskehals i teknologiudvikling

Selvom fiberlasere har høj anvendelsesværdi inden for militær, medicin og andre industrier, har Kina fremmet den brede anvendelse af fiberlasere gennem næsten 30 års teknologisk forskning og udvikling. Men hvis man vil have fiberlasere til at udsende højere effekt, er der stadig mange flaskehalse i den eksisterende teknologi. For eksempel om fiberlaserens udgangseffekt kan nå op på 36,6 kW i single-mode fiberlaserudgangseffekt; indflydelsen af ​​pumpeeffekt på fiberlaserens udgangseffekt; indflydelsen af ​​termisk linseeffekt på fiberlaserens udgangseffekt.

Derudover bør forskning i fiberlaserteknologi med højere effekt også tage højde for stabiliteten af ​​transversal mode og fotonmørkningseffekten. Gennem undersøgelse er det tydeligt, at den påvirdende faktor for transversal mode-ustabilitet er fiberopvarmning, og fotonmørkningseffekten refererer primært til, at når fiberlaseren kontinuerligt udsender hundredvis af watt eller flere kilowatt effekt, vil udgangseffekten vise en hurtigt faldende tendens, og der er en vis grad af begrænsning på fiberlaserens kontinuerlige høje effekt.

Selvom de specifikke årsager til fotonmørkningseffekten ikke er klart defineret på nuværende tidspunkt, mener de fleste, at iltdefektcentre og absorption af ladningsoverførsel kan føre til forekomsten af ​​fotonmørkningseffekten. Baseret på disse to faktorer foreslås følgende metoder til at hæmme fotonmørkningseffekten. Såsom aluminium, fosfor osv., for at undgå absorption af ladningsoverførsel, og derefter testes og anvendes den optimerede aktive fiber, er den specifikke standard at opretholde en effekt på 3 kW i flere timer og opretholde en stabil effekt på 1 kW i 100 timer.