Tehnični razvoj visokozmogljivih optičnih laserjev

Tehnični razvoj visokozmogljivih optičnih laserjev

Optimizacijafiber laserstruktura

1, struktura črpalke vesoljske svetlobe

Zgodnji laserji z vlakni so večinoma uporabljali izhod optične črpalke,lasernjegova izhodna moč je nizka, da bi hitro izboljšali izhodno moč vlaknenih laserjev v kratkem času, je večja težava. Leta 1999 je izhodna moč raziskovalnega in razvojnega polja laserja z vlakni prvič presegla 10.000 vatov, struktura laserja z vlakni je predvsem uporaba optičnega dvosmernega črpanja, ki tvori resonator, s preiskavo učinkovitosti naklona vlaken laser dosegel 58,3 %.
Vendar, čeprav lahko uporaba svetlobne črpalke z vlakni in tehnologije laserskega spajanja za razvoj laserjev z vlakni učinkovito izboljša izhodno moč laserjev z vlakni, hkrati pa obstaja zapletenost, ki optični leči ne prispeva k izgradnji optične poti, ko je treba laser premakniti v procesu gradnje optične poti, je treba optično pot tudi ponovno prilagoditi, kar omejuje široko uporabo laserjev z vlakni s strukturo optične črpalke.

2, struktura neposrednega oscilatorja in struktura MOPA

Z razvojem laserjev z vlakni so odstranjevalci moči za obloge postopoma nadomestili komponente leč, s čimer so poenostavili razvojne korake laserjev z vlakni in posredno izboljšali učinkovitost vzdrževanja laserjev z vlakni. Ta trend razvoja simbolizira postopno uporabnost vlaknenih laserjev. Struktura neposrednega oscilatorja in struktura MOPA sta dve najpogostejši strukturi vlaknenih laserjev na trgu. Struktura neposrednega oscilatorja je, da rešetka izbere valovno dolžino v procesu nihanja in nato odda izbrano valovno dolžino, medtem ko MOPA uporablja valovno dolžino, ki jo izbere rešetka, kot začetno svetlobo, začetna svetloba pa se ojača pod delovanjem prvega -nivojski ojačevalnik, tako da bo do določene mere izboljšana tudi izhodna moč fiber laserja. Dolgo časa so bili vlakneni laserji s strukturo MPOA uporabljeni kot prednostna struktura za visoko zmogljive optične laserje. Vendar pa so poznejše študije pokazale, da je izhodna moč visoke moči v tej strukturi zlahka privedla do nestabilnosti prostorske porazdelitve znotraj laserja z vlakni, svetlost izhodnega laserja pa bo do določene mere prizadeta, kar ima tudi neposreden vpliv na učinek visoke moči.

Z razvojem tehnologije črpanja

Valovna dolžina črpanja zgodnjega laserja z vlakni, dopiranega z iterbijem, je običajno 915 nm ali 975 nm, vendar sta ti dve valovni dolžini črpanja absorpcijski vrhovi iterbijevih ionov, zato se imenuje neposredno črpanje, neposredno črpanje ni bilo pogosto uporabljeno zaradi kvantne izgube. Tehnologija črpanja znotraj pasu je razširitev tehnologije neposrednega črpanja, pri kateri je valovna dolžina med valovno dolžino črpanja in valovno dolžino oddajanja podobna, stopnja kvantne izgube črpanja znotraj pasu pa je manjša kot pri neposrednem črpanju.

Fiber laser visoke močiozko grlo razvoja tehnologije

Čeprav imajo vlakneni laserji visoko uporabno vrednost v vojaški, medicinski in drugih industrijah, je Kitajska s skoraj 30-letnimi tehnološkimi raziskavami in razvojem spodbujala široko uporabo vlaknenih laserjev, a če želite, da lahko vlakneni laserji proizvedejo večjo moč, še vedno obstajajo veliko ozkih grl v obstoječi tehnologiji. Na primer, ali lahko izhodna moč optičnega laserja doseže 36,6 KW enosmernega vlakna; Vpliv črpalne moči na izhodno moč optičnega laserja; Vpliv učinka termične leče na izhodno moč vlaknenega laserja.

Poleg tega bi morale raziskave tehnologije višje izhodne moči optičnega laserja upoštevati tudi stabilnost transverzalnega načina in učinek temnenja fotonov. S preiskavo je jasno, da je faktor vpliva na nestabilnost transverzalnega načina segrevanje vlaken, učinek zatemnitve fotonov pa se v glavnem nanaša na to, da ko laser z vlakni neprekinjeno oddaja stotine vatov ali več kilovatov moči, bo izhodna moč pokazala a hiter trend upadanja in obstaja določena stopnja omejitve stalne visoke moči izhodne moči laserja z vlakni.

Čeprav specifični vzroki za učinek zatemnitve fotonov trenutno niso jasno opredeljeni, večina ljudi verjame, da lahko kisikovo središče in absorpcija prenosa naboja vodita do učinka zatemnitve fotonov. Glede na ta dva dejavnika so predlagani naslednji načini za zaviranje učinka temnenja fotonov. Kot so aluminij, fosfor itd., da se prepreči absorpcija prenosa naboja, nato pa se testirajo in uporabijo optimizirana aktivna vlakna, posebni standard je vzdrževanje 3KW izhodne moči več ur in vzdrževanje 1KW stabilne izhodne moči 100 ur.