Technesch Evolutioun vun héichleeschtungsfäege Faserlaser

Technesch Evolutioun vun héichleeschtungsfäege Faserlaser

Optimiséierung vunFaserlaserStruktur

1, Raumliichtpompelstruktur

Fréi Faserlaser hunn haaptsächlech optesch Pompel-Ausgab benotzt,LaserAusgangsleistung, seng Ausgangsleistung ass niddreg, fir d'Ausgangsleistung vu Faserlaser séier an enger kuerzer Zäit ze verbesseren, gëtt et méi schwéier. Am Joer 1999 huet d'Ausgangsleistung am Fuerschungs- an Entwécklungsberäich vu Faserlaser fir d'éischt Kéier 10.000 Watt iwwerschratt. D'Struktur vum Faserlaser baséiert haaptsächlech op der Notzung vun optescher bidirektionaler Pompelstatioun, wouduerch e Resonator geformt gëtt. D'Steigungseffizienz vum Faserlaser huet bei der Untersuchung 58,3% erreecht.
Obwuel d'Benotzung vu Glasfaserpompeliicht a Laserkopplungstechnologie fir d'Entwécklung vu Glasfaserlaser d'Ausgangsleistung vu Glasfaserlaser effektiv verbessere kann, gëtt et gläichzäiteg Komplexitéit, déi net dofir gëeegent ass, datt d'optesch Lëns den optesche Wee baut. Soubal de Laser beim Bau vum optesche Wee beweegt muss ginn, muss den optesche Wee och nei ugepasst ginn, wat déi breet Uwendung vun optesche Pompelstrukturfaserlaser limitéiert.

2, direkt Oszillatorstruktur a MOPA-Struktur

Mat der Entwécklung vu Faserlaser hunn d'Cladding-Power-Stripper lues a lues d'Lënsenkomponenten ersat, wat d'Entwécklungsschrëtt vu Faserlaser vereinfacht an indirekt d'Ënnerhaltseffizienz vu Faserlaser verbessert huet. Dësen Entwécklungstrend symboliséiert déi graduell Praktikabilitéit vu Faserlaser. Direktoszillatorstruktur a MOPA-Struktur sinn déi zwou heefegst Strukturen vu Faserlaser um Maart. Déi direktoszillatorstruktur besteet doran, datt d'Gitter d'Wellenlängt am Oszillatiounsprozess auswielt an dann déi gewielte Wellelängt ausgëtt, während MOPA d'Wellenlängt, déi vum Gitter ausgewielt gëtt, als Somliicht benotzt an d'Somliicht ënner der Aktioun vum Éischtniveau-Verstärker verstäerkt gëtt, sou datt d'Ausgangsleistung vum Faserlaser och bis zu engem gewësse Grad verbessert gëtt. Fir eng laang Zäit goufen Faserlaser mat MPOA-Struktur als déi bevorzugt Struktur fir Héichleistungsfaserlaser benotzt. Wéi och ëmmer, spéider Studien hunn erausfonnt, datt déi héich Leeschtung an dëser Struktur einfach zu enger Instabilitéit vun der raimlecher Verdeelung am Faserlaser féiert, an d'Hellegkeet vum Ausgangslaser bis zu engem gewësse Grad beaflosst gëtt, wat och en direkten Afloss op den Héichleistungseffekt huet.

Mat der Entwécklung vun der Pompeltechnologie

D'Pompwellelängt vum fréie mat Ytterbium dotéierte Faserlaser ass normalerweis 915 nm oder 975 nm, awer dës zwou Pompwellelängte sinn d'Absorptiounspeaken vun Ytterbiumionen, dofir gëtt et Direktpompelen genannt. Direktpompelen gouf wéinst dem Quanteverloscht net wäit verbreet benotzt. D'In-Band-Pumptechnologie ass eng Erweiderung vun der Direktpompeltechnologie, bei där d'Wellelängt tëscht der Pompwellelängt an der Senderwellelängt ähnlech ass, an de Quanteverloschtrate vum In-Band-Pumpelen méi kleng ass wéi dee vum Direktpompelen.

HéichleistungsfaserlaserEngpass vun der Technologieentwécklung

Obwuel Faserlaser e groussen Uwendungswäert am Militär, der Medizin an aneren Industrien hunn, huet China déi breet Uwendung vu Faserlaser duerch bal 30 Joer Technologiefuerschung an -entwécklung gefördert. Wann ee Faserlaser mat enger méi héijer Leeschtung maache wëll, gëtt et awer nach ëmmer vill Engpässe an der existéierender Technologie. Zum Beispill, ob d'Ausgangsleistung vum Faserlaser eng Single-Modus-Faserleistung vun 36,6 kW erreeche kann; den Afloss vun der Pompelleistung op d'Ausgangsleistung vum Faserlaser; den Afloss vun der Thermolënseneffekt op d'Ausgangsleistung vum Faserlaser.

Zousätzlech sollt d'Fuerschung vun der Technologie mat méi héijer Leeschtung vu Faserlaser och d'Stabilitéit vum Transversalmodus an den Photonenverdunkelungseffekt berücksichtegen. Duerch d'Fuerschung ass et kloer ginn, datt den Aflossfaktor vun der Transversalmodusinstabilitéit d'Fasererhëtzung ass, an de Photonenverdunkelungseffekt bezitt sech haaptsächlech drop, datt wann de Faserlaser kontinuéierlech Honnerte vu Watt oder e puer Kilowatt Leeschtung ausgëtt, d'Ausgangsleistung e séieren Réckgangstendenz weist, an et gëtt eng gewësse Limitatioun vun der kontinuéierlecher héijer Leeschtung vum Faserlaser.

Och wann déi spezifesch Ursaachen vum Photonenverdunkelungseffekt nach net kloer definéiert sinn, gleewen déi meescht Leit, datt Sauerstoffdefektzentrum an d'Absorptioun vun der Ladungstransfer zum Optriede vum Photonenverdunkelungseffekt féiere kënnen. Op Basis vun dësen zwee Faktoren ginn déi folgend Weeër virgeschloen, fir den Photonenverdunkelungseffekt ze hemmen. Wéi Aluminium, Phosphor, etc., fir d'Absorptioun vun der Ladungstransfer ze vermeiden, an duerno gëtt déi optiméiert aktiv Faser getest an ugewannt, de spezifesche Standard ass eng Leeschtung vun 3 kW fir e puer Stonnen an eng stabil Leeschtung vun 1 kW fir 100 Stonnen ze halen.