Техническая эволюция мощных волоконных лазеров

Техническая эволюция мощных волоконных лазеров

Оптимизацияволоконный лазерструктура

1, конструкция космического светового насоса

Первые волоконные лазеры в основном использовали выход оптической накачки.лазервыходная мощность низкая, поэтому быстро улучшить выходную мощность волоконных лазеров за короткий период времени возникает большая трудность. В 1999 году выходная мощность области исследований и разработок волоконного лазера впервые превысила 10 000 Вт. В структуре волоконного лазера в основном используется оптическая двунаправленная накачка, образующая резонатор, с исследованием наклонной эффективности волокна. лазер достиг 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 оптической линзой, как только лазер необходимо перемещать в процессе построения оптического пути, оптический путь также необходимо перенастраивать, что ограничивает широкое применение волоконных лазеров с оптической структурой накачки.

2, структура прямого генератора и структура MOPA

С развитием волоконных лазеров устройства для снятия оболочки постепенно заменили компоненты линз, упрощая этапы разработки волоконных лазеров и косвенно повышая 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 в процессе колебаний выбирает длину волны, а затем выдает выбранную длину волны, в то время как MOPA использует выбранную решеткой длину волны в качестве затравочного света, а затравочный свет усиливается под действием первого -усилитель, поэтому выходная мощность волоконного лазера также будет в определенной степени улучшена. В течение длительного периода времени волоконные лазеры со структурой MPOA использовались в качестве предпочтительной структуры для мощных волоконных лазеров. Однако последующие исследования показали, что выходная мощность высокой мощности в этой структуре легко приводит к нестабильности пространственного распределения внутри волоконного лазера, а яркость выходного лазера будет в определенной степени затронута, что также имеет прямое влияние. на эффекте высокой мощности.

С развитием насосной техники

Длина волны накачки первых волоконных лазеров, легированных иттербием, обычно составляет 915 или 975 нм, но эти две длины волны накачки представляют собой пики поглощения ионов иттербия, поэтому это называется прямой накачкой, прямая накачка не получила широкого распространения из-за квантовых потерь. Технология внутриполосной накачки представляет собой расширение технологии прямой накачки, в которой длина волны между длиной волны накачки и длиной волны передачи одинакова, а скорость квантовых потерь при внутриполосной накачке меньше, чем при прямой накачке.

Волоконный лазер высокой мощностиузкое место в развитии технологий

Хотя волоконные лазеры имеют высокую ценность для применения в военной, медицинской и других отраслях промышленности, Китай способствовал широкому применению волоконных лазеров посредством почти 30 лет технологических исследований и разработок, но если вы хотите, чтобы волоконные лазеры могли выдавать более высокую мощность, все еще существуют множество узких мест в существующей технологии. Например, может ли выходная мощность волоконного лазера достигать одномодовой мощности 36,6 кВт; Влияние мощности накачки на выходную мощность волоконного лазера; Влияние термолинзового эффекта 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. В результате исследования стало ясно, что фактором влияния на нестабильность поперечной моды является нагрев волокна, а эффект затемнения фотонов в основном относится к тому, что, когда волоконный лазер непрерывно выдает мощность в сотни ватт или несколько киловатт, выходная мощность будет показывать тенденция к быстрому снижению, и существует определенная степень ограничения на непрерывную выходную мощность волоконного лазера.

Хотя конкретные причины эффекта затемнения фотонов в настоящее время четко не определены, большинство людей полагают, что центр дефекта кислорода и поглощение с переносом заряда могут привести к возникновению эффекта затемнения фотонов. С учетом этих двух факторов предлагаются следующие способы подавления эффекта затемнения фотонов. Например, алюминий, фосфор и т. д., чтобы избежать поглощения переноса заряда, а затем тестируется и применяется оптимизированное активное волокно, специальный стандарт заключается в поддержании выходной мощности 3 кВт в течение нескольких часов и поддержании стабильной выходной мощности 1 кВт в течение 100 часов.