Evolución técnica dos láseres de fibra de alta potencia

Evolución técnica dos láseres de fibra de alta potencia

Optimización deláser de fibraestrutura

1, estrutura da bomba de luz espacial

Os primeiros láseres de fibra usaban principalmente a saída de bombeo óptico,lásersaída, a súa potencia de saída é baixa, para mellorar rapidamente a potencia de saída dos láseres de fibra nun curto período de tempo existe unha maior dificultade. En 1999, a potencia de saída do campo de investigación e desenvolvemento de láseres de fibra superou os 10.000 vatios por primeira vez, a estrutura do láser de fibra baséase principalmente no uso de bombeo bidireccional óptico, formando un resonador, coa investigación da eficiencia de pendente do láser de fibra alcanzada o 58,3%.
Non obstante, aínda que o uso da tecnoloxía de luz de bomba de fibra e acoplamento láser para desenvolver láseres de fibra pode mellorar eficazmente a potencia de saída dos láseres de fibra, ao mesmo tempo existe complexidade, o que non é propicio para que a lente óptica constrúa a ruta óptica. Unha vez que o láser necesita ser movido no proceso de construción da ruta óptica, a ruta óptica tamén debe ser reaxustada, o que limita a ampla aplicación dos láseres de fibra con estrutura de bomba óptica.

2, estrutura de oscilador directo e estrutura MOPA

Co desenvolvemento dos láseres de fibra, os decapantes de potencia do revestimento substituíron gradualmente os compoñentes das lentes, simplificando os pasos de desenvolvemento dos láseres de fibra e mellorando indirectamente a eficiencia de mantemento dos láseres de fibra. Esta tendencia de desenvolvemento simboliza a practicidade gradual dos láseres de fibra. A estrutura de oscilador directo e a estrutura MOPA son as dúas estruturas máis comúns de láseres de fibra no mercado. A estrutura de oscilador directo consiste en que a reixa selecciona a lonxitude de onda no proceso de oscilación e logo emite a lonxitude de onda seleccionada, mentres que MOPA usa a lonxitude de onda seleccionada pola reixa como luz de semente, e a luz de semente amplifícase baixo a acción do amplificador de primeiro nivel, polo que a potencia de saída do láser de fibra tamén mellorará ata certo punto. Durante un longo período de tempo, os láseres de fibra con estrutura MPOA utilizáronse como a estrutura preferida para láseres de fibra de alta potencia. Non obstante, estudos posteriores descubriron que a saída de alta potencia nesta estrutura é fácil de levar á inestabilidade da distribución espacial dentro do láser de fibra e o brillo do láser de saída verase afectado ata certo punto, o que tamén ten un impacto directo no efecto de saída de alta potencia.

Co desenvolvemento da tecnoloxía de bombeo

A lonxitude de onda de bombeo do láser de fibra dopado con iterbio inicial adoita ser de 915 nm ou 975 nm, pero estas dúas lonxitudes de onda de bombeo son os picos de absorción dos ións de iterbio, polo que se denomina bombeo directo. O bombeo directo non se utilizou amplamente debido á perda cuántica. A tecnoloxía de bombeo en banda é unha extensión da tecnoloxía de bombeo directo, na que a lonxitude de onda entre a lonxitude de onda de bombeo e a lonxitude de onda de transmisión é similar, e a taxa de perda cuántica do bombeo en banda é menor que a do bombeo directo.

Láser de fibra de alta potenciacuello de botella no desenvolvemento tecnolóxico

Aínda que os láseres de fibra teñen un alto valor de aplicación nas industrias militar, médica e outras, China promoveu a ampla aplicación dos láseres de fibra ao longo de case 30 anos de investigación e desenvolvemento tecnolóxico, pero se se quere que os láseres de fibra poidan producir maior potencia, aínda hai moitos obstáculos na tecnoloxía existente. Por exemplo, se a potencia de saída do láser de fibra pode alcanzar os 36,6 kW monomodo dunha soa fibra; a influencia da potencia de bombeo na potencia de saída do láser de fibra; a influencia do efecto da lente térmica na potencia de saída do láser de fibra.

Ademais, a investigación da tecnoloxía de saída de maior potencia do láser de fibra tamén debería considerar a estabilidade do modo transversal e o efecto de escurecemento fotónico. A través da investigación, é evidente que o factor de influencia da inestabilidade do modo transversal é o quecemento da fibra, e o efecto de escurecemento fotónico refírese principalmente a que cando o láser de fibra produce continuamente centos de vatios ou varios quilovatios de potencia, a potencia de saída mostrará unha rápida tendencia a diminuír e existe un certo grao de limitación na saída de alta potencia continua do láser de fibra.

Aínda que as causas específicas do efecto de escurecemento fotónico non se definiron claramente na actualidade, a maioría da xente cre que o centro de defecto de osíxeno e a absorción de transferencia de carga poden levar á aparición do efecto de escurecemento fotónico. En función destes dous factores, propóñense as seguintes formas de inhibir o efecto de escurecemento fotónico. Como o aluminio, o fósforo, etc., para evitar a absorción de transferencia de carga, e despois próbase e aplícase a fibra activa optimizada, o estándar específico é manter unha potencia de saída de 3 KW durante varias horas e manter unha potencia de saída estable de 1 KW durante 100 horas.