Lieljaudas šķiedru lāzeru tehniskā attīstība

Lieljaudas šķiedru lāzeru tehniskā attīstība

Optimizācijašķiedru lāzersstruktūra

1, kosmosa gaismas sūkņa struktūra

Agrīnie šķiedru lāzeri galvenokārt izmantoja optiskā sūkņa izvadi,lāzersjaudu, tā izejas jauda ir zema, lai ātri uzlabotu šķiedru lāzeru izejas jaudu īsā laika periodā, ir lielākas grūtības. 1999. gadā šķiedru lāzera pētniecības un izstrādes lauka izejas jauda pirmo reizi pārtrūka 10 000 vatu, šķiedras lāzera struktūra galvenokārt ir optiskā divvirzienu sūknēšana, veidojot rezonatoru, pētot šķiedras slīpuma efektivitāti. lāzers sasniedza 58,3%.
Tomēr, lai gan šķiedru sūkņa gaismas un lāzera savienojuma tehnoloģijas izmantošana šķiedru lāzeru izstrādei var efektīvi uzlabot šķiedru lāzeru izejas jaudu, taču tajā pašā laikā pastāv sarežģītība, kas neveicina optisko lēcu optiskā ceļa izveidošanu, ja optiskā ceļa veidošanas procesā lāzers ir jāpārvieto, tad arī optiskais ceļš ir jāpielāgo, kas ierobežo optiskā sūkņa struktūras šķiedru lāzeru plašo pielietojumu.

2, tiešā oscilatora struktūra un MOPA struktūra

Attīstoties šķiedru lāzeriem, apšuvuma jaudas noņēmēji pakāpeniski ir nomainījuši lēcu komponentus, vienkāršojot šķiedru lāzeru izstrādes posmus un netieši uzlabojot šķiedru lāzeru apkopes efektivitāti. Šī attīstības tendence simbolizē šķiedru lāzeru pakāpenisku praktiskumu. Tiešā oscilatora struktūra un MOPA struktūra ir divas visizplatītākās šķiedru lāzeru struktūras tirgū. Tiešā oscilatora struktūra ir tāda, ka režģis svārstību procesā izvēlas viļņa garumu un pēc tam izvada izvēlēto viļņa garumu, savukārt MOPA izmanto režģa izvēlēto viļņa garumu kā sēklu gaismu, un sēklas gaisma tiek pastiprināta, iedarbojoties uz pirmo. -līmeņa pastiprinātājs, tāpēc zināmā mērā tiks uzlabota arī šķiedru lāzera izejas jauda. Jau ilgu laiku šķiedru lāzeri ar MPOA struktūru ir izmantoti kā vēlamā struktūra lieljaudas šķiedru lāzeriem. Tomēr turpmākajos pētījumos ir atklāts, ka šīs struktūras lieljaudas izvade viegli var izraisīt telpiskā sadalījuma nestabilitāti šķiedru lāzera iekšpusē, un izejas lāzera spilgtums tiks ietekmēts zināmā mērā, kas arī tieši ietekmē. par lieljaudas izejas efektu.

Attīstoties sūknēšanas tehnoloģijai

Agrīnā iterbija leģētā šķiedras lāzera sūknēšanas viļņa garums parasti ir 915 nm vai 975 nm, taču šie divi sūknēšanas viļņu garumi ir iterbija jonu absorbcijas maksimumi, tāpēc to sauc par tiešo sūknēšanu, tiešā sūknēšana nav plaši izmantota kvantu zuduma dēļ. Joslas sūknēšanas tehnoloģija ir tiešās sūknēšanas tehnoloģijas paplašinājums, kurā viļņa garums starp sūknēšanas viļņa garumu un pārraides viļņa garumu ir līdzīgs, un joslas sūknēšanas kvantu zudumu ātrums ir mazāks nekā tiešās sūknēšanas gadījumā.

Lieljaudas šķiedru lāzerstehnoloģiju attīstības sašaurinājums

Lai gan šķiedru lāzeriem ir augsta pielietojuma vērtība militārajā, medicīnas un citās nozarēs, Ķīna ir veicinājusi šķiedru lāzeru plašu pielietojumu, izmantojot gandrīz 30 gadus ilgu tehnoloģiju izpēti un attīstību, taču, ja vēlaties panākt, lai šķiedru lāzeri varētu izvadīt lielāku jaudu, joprojām ir daudzas esošās tehnoloģijas vājās vietas. Piemēram, vai šķiedru lāzera izejas jauda var sasniegt vienas šķiedras vienmoda 36,6KW; Sūknēšanas jaudas ietekme uz šķiedru lāzera izejas jaudu; Termiskās lēcas ietekme uz šķiedru lāzera izejas jaudu.

Turklāt, pētot šķiedru lāzera lielākas jaudas izvades tehnoloģiju, jāņem vērā arī šķērseniskā režīma stabilitāte un fotonu tumšuma efekts. Izpētot, ir skaidrs, ka šķērseniskā režīma nestabilitātes ietekmes faktors ir šķiedru sildīšana, un fotonu tumšuma efekts galvenokārt attiecas uz to, ka tad, kad šķiedru lāzers nepārtraukti izdod simtiem vatu vai vairākus kilovatus jaudu, izejas jauda parādīs strauja lejupslīdes tendence, un pastāv zināmi ierobežojumi šķiedru lāzera nepārtrauktai lielai jaudai.

Lai gan konkrētie fotonu tumšuma efekta cēloņi pašlaik nav skaidri definēti, lielākā daļa cilvēku uzskata, ka skābekļa defektu centrs un lādiņa pārneses absorbcija var izraisīt fotonu tumšuma efekta rašanos. Attiecībā uz šiem diviem faktoriem tiek piedāvāti šādi veidi, kā kavēt fotonu tumšuma efektu. Piemēram, alumīnijs, fosfors utt., Lai izvairītos no lādiņa pārneses absorbcijas, un pēc tam tiek pārbaudīta un piemērota optimizētā aktīvā šķiedra, īpašais standarts ir uzturēt 3KW jaudu vairākas stundas un uzturēt 1KW stabilu jaudu 100 stundas.