La tecnología de haces de fibra mejora la potencia y el brillo deláser semiconductor azul
Conformación del haz utilizando la misma longitud de onda o una muy cercana a la deláserLa unidad es la base de la combinación de múltiples haces láser de diferentes longitudes de onda. Entre ellas, la unión espacial de haces consiste en apilar múltiples haces láser en el espacio para aumentar la potencia, pero puede provocar una disminución de la calidad del haz. Mediante el uso de la característica de polarización lineal deláser semiconductorLa potencia de dos haces cuya dirección de vibración es perpendicular entre sí puede incrementarse casi al doble, manteniendo la calidad del haz inalterada. El agrupador de fibras es un dispositivo de fibra óptica basado en el haz de fibras fusionadas cónicas (TFB). Consiste en retirar la capa de recubrimiento de un haz de fibras ópticas, disponerlas de una forma determinada y calentarlas a alta temperatura para fundirlas. Al estirar el haz en la dirección opuesta, la zona de calentamiento de las fibras ópticas se funde formando un haz de fibras ópticas cónico fusionado. Tras cortar la cintura del cono, se fusiona el extremo de salida con una fibra de salida. La tecnología de agrupamiento de fibras permite combinar varios haces de fibras individuales en un haz de mayor diámetro, logrando así una mayor transmisión de potencia óptica. La figura 1 muestra el diagrama esquemático deláser azulTecnología de fibra.
La técnica de combinación espectral de haces utiliza un único elemento dispersor integrado para combinar simultáneamente múltiples haces láser con intervalos de longitud de onda de tan solo 0,1 nm. Estos haces, de diferentes longitudes de onda, inciden sobre el elemento dispersor con distintos ángulos, se superponen en él y, posteriormente, se difractan y se emiten en la misma dirección debido a la dispersión. De esta forma, los haces láser combinados se superponen tanto en el campo cercano como en el lejano, su potencia es igual a la suma de las potencias de los haces individuales y su calidad es uniforme. Para lograr esta combinación espectral de haces con espaciado reducido, se suele emplear como elemento de combinación una rejilla de difracción con alta dispersión, o bien una rejilla superficial combinada con un espejo externo, sin necesidad de controlar individualmente el espectro de cada láser, lo que reduce la complejidad y el coste.
El láser azul y su fuente de luz compuesta con láser infrarrojo se utilizan ampliamente en la soldadura de metales no ferrosos y la fabricación aditiva, mejorando la eficiencia de conversión de energía y la estabilidad del proceso de fabricación. La tasa de absorción del láser azul para metales no ferrosos es varias veces mayor que la de los láseres de longitud de onda infrarroja cercana, y también mejora, en cierta medida, el rendimiento del titanio, el níquel, el hierro y otros metales. Los láseres azules de alta potencia liderarán la transformación de la fabricación láser, y la mejora del brillo y la reducción de costes constituyen la tendencia de desarrollo futura. La fabricación aditiva, el revestimiento y la soldadura de metales no ferrosos se generalizarán.
En la etapa actual de baja luminosidad y alto costo del láser azul, la fuente de luz compuesta por láser azul y láser infrarrojo cercano puede mejorar significativamente la eficiencia de conversión de energía de las fuentes de luz existentes y la estabilidad del proceso de fabricación, manteniendo un costo controlable. Es de gran importancia desarrollar la tecnología de combinación de haces espectrales, resolver problemas de ingeniería y combinar la tecnología de unidades láser de alta luminosidad para lograr una fuente láser semiconductora azul de alta luminosidad de kilovatios, así como explorar nuevas tecnologías de combinación de haces. Con el aumento de la potencia y la luminosidad del láser, ya sea como fuente de luz directa o indirecta, el láser azul será fundamental en los ámbitos de la defensa nacional y la industria.
Fecha de publicación: 4 de junio de 2024