Технология волоконно-оптических жгутов улучшает мощность и яркостьсиний полупроводниковый лазер
Формирование луча с использованием той же или близкой длины волнылазерУстройство является основой для комбинирования нескольких лазерных лучей с различными длинами волн. Пространственное склеивание лучей заключается в наложении нескольких лазерных лучей в пространстве для увеличения мощности, но может привести к снижению качества луча. Используя линейную поляризационную характеристикуполупроводниковый лазерМощность двух пучков, направление колебаний которых перпендикулярно друг другу, может быть увеличена почти вдвое, при этом качество пучка остаётся неизменным. Группировочное устройство для волокон (Fiber Bundle) представляет собой устройство, изготовленное по технологии Taper Fused Fiber Bundle (TFB). Оно заключается в снятии защитного слоя с пучка оптических волокон, после чего они собираются определённым образом и нагреваются до высокой температуры для его расплавления. При растягивании пучка в противоположном направлении область нагрева оптического волокна расплавляется, образуя оптический жгут в виде сращенного конуса. После отрезания сужения конуса выходной конец конуса сплавляется с выходным волокном. Технология группирования волокон позволяет объединять несколько отдельных пучков волокон в жгут большого диаметра, обеспечивая более высокую передачу оптической мощности. На рисунке 1 представлена принципиальная схемасиний лазерволоконная технология.
Метод спектральной комбинации лучей использует один диспергирующий элемент на одном чипе для одновременного объединения нескольких лазерных лучей с интервалами длин волн всего 0,1 нм. Несколько лазерных лучей с разными длинами волн падают на дисперсионный элемент под разными углами, перекрываются на нем, а затем дифрагируют и выходят в одном направлении под действием дисперсии, так что объединенный лазерный луч перекрывает друг друга в ближнем и дальнем поле, мощность равна сумме единичных лучей, а качество луча является постоянным. Для реализации узкополосной спектральной комбинации лучей в качестве элемента комбинации лучей обычно используется дифракционная решетка с сильной дисперсией или поверхностная решетка в сочетании с режимом обратной связи внешнего зеркала, без независимого управления спектром лазерного блока, что снижает сложность и стоимость.
Синий лазер и его комбинированный источник света с инфракрасным лазером широко используются в области сварки цветных металлов и аддитивного производства, повышая эффективность преобразования энергии и стабильность производственного процесса. Коэффициент поглощения синего лазера для цветных металлов в несколько раз или в десятки раз выше, чем у лазеров ближнего инфракрасного диапазона, и он также в определенной степени улучшает характеристики титана, никеля, железа и других металлов. Мощные синие лазеры станут движущей силой трансформации лазерного производства, а повышение яркости и снижение затрат станут перспективными тенденциями развития. Аддитивное производство, наплавка и сварка цветных металлов получат более широкое применение.
На этапе низкой яркости синего излучения и высокой стоимости комбинированный источник света, состоящий из синего лазера и лазера ближнего инфракрасного диапазона, может значительно повысить эффективность преобразования энергии существующих источников света и стабильность производственного процесса при условии контролируемой стоимости. Крайне важно разработать технологию объединения спектральных пучков, решить инженерные проблемы и объединить технологию создания высокоярких лазерных блоков для создания киловаттного высокояркого синего полупроводникового лазера, а также исследовать новые технологии объединения пучков. С ростом мощности и яркости лазеров, как прямого, так и непрямого излучения, синий лазер будет играть важную роль в национальной обороне и промышленности.
Время публикации: 04 июня 2024 г.