Техническая эволюция высокомощных волоконных лазеров

Техническая эволюция высокомощных волоконных лазеров

Оптимизацияволоконный лазерструктура

1, структура космического светового насоса

Ранние волоконные лазеры в основном использовали выход оптической накачки,лазервыход, его выходная мощность низкая, для того, чтобы быстро улучшить выходную мощность волоконных лазеров в короткий период времени, есть большая трудность. В 1999 году выходная мощность исследований и разработок волоконных лазеров впервые превысила 10 000 Вт, структура волоконного лазера в основном использует оптическую двунаправленную накачку, образуя резонатор, с исследованием наклонной эффективности волоконного лазера, достигшей 58,3%.
Однако, хотя использование волоконной накачки и технологии лазерной связи для разработки волоконных лазеров может эффективно улучшить выходную мощность волоконных лазеров, но в то же время существует сложность, которая не способствует построению оптического пути с помощью оптической линзы, поскольку после того, как лазер необходимо перемещать в процессе построения оптического пути, оптический путь также необходимо перенастраивать, что ограничивает широкое применение волоконных лазеров со структурой оптической накачки.

2, структура прямого генератора и структура MOPA

С развитием волоконных лазеров, плакирующие силовые зачистители постепенно заменили линзовые компоненты, упростив этапы разработки волоконных лазеров и косвенно повысив эффективность обслуживания волоконных лазеров. Эта тенденция развития символизирует постепенную практичность волоконных лазеров. Структура прямого генератора и структура MOPA являются двумя наиболее распространенными структурами волоконных лазеров на рынке. Структура прямого генератора заключается в том, что решетка выбирает длину волны в процессе колебания, а затем выводит выбранную длину волны, в то время как MOPA использует длину волны, выбранную решеткой, в качестве затравочного света, а затравочный свет усиливается под действием усилителя первого уровня, поэтому выходная мощность волоконного лазера также будет улучшена в определенной степени. В течение длительного периода времени волоконные лазеры со структурой MPOA использовались в качестве предпочтительной структуры для мощных волоконных лазеров. Однако последующие исследования показали, что высокая выходная мощность в этой структуре легко может привести к нестабильности пространственного распределения внутри волоконного лазера, и яркость выходного лазера будет в определенной степени затронута, что также напрямую влияет на эффект высокой выходной мощности.

С развитием насосной техники

Длина волны накачки раннего иттербиевого волоконного лазера обычно составляет 915 нм или 975 нм, но эти две длины волны накачки являются пиками поглощения ионов иттербия, поэтому она называется прямой накачкой, прямая накачка не получила широкого распространения из-за квантовых потерь. Технология внутриполосной накачки является расширением технологии прямой накачки, в которой длина волны между длиной волны накачки и длиной волны передачи аналогична, а скорость квантовых потерь внутриполосной накачки меньше, чем у прямой накачки.

Волоконный лазер высокой мощностиузкое место в развитии технологий

Хотя волоконные лазеры имеют высокую прикладную ценность в военной, медицинской и других отраслях промышленности, Китай способствовал широкому применению волоконных лазеров за почти 30 лет технологических исследований и разработок, но если вы хотите, чтобы волоконные лазеры могли выдавать более высокую мощность, в существующей технологии все еще есть много узких мест. Например, может ли выходная мощность волоконного лазера достигать одноволоконного одномодового значения 36,6 кВт; Влияние мощности накачки на выходную мощность волоконного лазера; Влияние эффекта тепловой линзы на выходную мощность волоконного лазера.

Кроме того, исследование технологии более высокой выходной мощности волоконного лазера должно также учитывать стабильность поперечной моды и эффект затемнения фотонов. Благодаря исследованию становится ясно, что фактором влияния нестабильности поперечной моды является нагрев волокна, а эффект затемнения фотонов в основном относится к тому, что когда волоконный лазер непрерывно выдает сотни ватт или несколько киловатт мощности, выходная мощность будет демонстрировать тенденцию к быстрому снижению, и существует определенная степень ограничения непрерывной высокой выходной мощности волоконного лазера.

Хотя конкретные причины эффекта фотонного затемнения в настоящее время четко не определены, большинство людей считают, что дефектный центр кислорода и поглощение переноса заряда могут привести к возникновению эффекта фотонного затемнения. В отношении этих двух факторов предлагаются следующие способы подавления эффекта фотонного затемнения. Такие как алюминий, фосфор и т. д., чтобы избежать поглощения переноса заряда, а затем оптимизированное активное волокно испытывается и применяется, конкретный стандарт заключается в поддержании выходной мощности 3 кВт в течение нескольких часов и поддержании стабильной выходной мощности 1 кВт в течение 100 часов.